[发明专利]采用认知无线电技术的无线传感器节点系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于无线传感器接点系统领域，尤其是一种具有通讯质量好、信号 传输稳定、成本低且尤其便于在农村野外环境使用的采用认知无线电技术的无 线传感器接点系统。

背景技术

目前，常用的无线传感器接点系统的硬件复杂，系统的通讯信号传输不稳 定，在农村野外环境的使用受到很大限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有通讯质量好、信号传输稳定、成本低且尤其 便于在农村野外环境使用的采用认知无线电技术的无线传感器接点系统及其 控制方法。

本发明的技术方案是：采用认知无线电技术的无线传感器节点系统，其特 征是由发射端和接收端组成，其中发射端有九个模块组成：信源；信源冗余处 理模块，信源冗余处理模块采用基于拉普拉斯概率分布法的一阶差分函数编码 传输；简约化后的Huffman编码单元，完成对信源的进一步数据压缩功能；信 源扰码编码单元，增加信源过零点时钟信号，提供通讯时钟对正；信道检错、 纠错Hamming编码模块；LISA时钟编码模块，该编码与信道Hamming编码 后的数据流结合；数据融合模块；RF无线发射模块，属于IP技术分类的系统 通讯物理层（PHY）模块；通讯质量鉴定编码，该编码模块位于简约化后的 Huffman编码单元之后，作为在接收端判断通讯质量的依据；

其中，信源（A1）、信源冗余处理模块（A2）、Huffman编码单元（A3）、 信源扰码编码单元（A4）和信道检错、纠错Hamming编码模块（A5）顺序连 接；通讯质量鉴定编码模块（A9）与信源扰码编码单元（A4）连接；信道检 错、纠错Hamming编码模块（A5）、LISA时钟编码模块（A6）分别和数据融 合模块（A7）连接，数据融合模块（A7）还与RF无线发射模块（A8）连接；

接收端有七个模块组成：无线接收模块，完成解调功能；基于LISA算法 的时钟提取模块，用以恢复对经过LISA时钟编码信号的时钟信号提取；信道 检错、纠错Hamming编码的解码模块；信源扰码编码的解码模块；信号源 Huffman编码的解码模块；信号源冗余处理后在接收端的信号重建模块；通讯 质量编码恢复模块，提供对无线通讯智能控制进行认知无线电通讯的参数指 标；

其中，无线接收模块（B1），时钟提取模块（B2），信道检错、纠错Hamming 编码的解码模块（B3），信源扰码编码的解码模块（B4）与信号源Huffman编 码的解码模块（B5）顺序连接；信号源Huffman编码的解码模块（B5）还分 别与信号重建模块（B6）、通讯质量编码恢复模块（B7）连接。

所述发射端和接收端主板由CPU模块、232通讯模块、232接口、485通 讯模块、485接口、GPIO接口、RF模块接口、RF模块、传感器接口和可插 拔传感器模块组成；其中CPU模块分别与232通讯模块、485通讯模块、GPIO 接口、RF模块接口以及传感器接口相连；232通讯模块与232接口连接；485通 讯模块与485接口连接；RF模块接口与RF模块连接；传感器接口和可插拔传 感器模块连接

认知无线电技术的无线传感器节点系统的控制方法，其特征是包括下列步 骤：

D1：接收端接收通讯数据后，从接收数据中提取通讯质量编码；

D2：对接收到的通讯质量编码进行检测，如果通讯质量编码的质量高于 设定的门槛值，则执行步骤D3，否则执行步骤D4；

D3：继续通讯；

D4：对接收到的通讯质量编码进行检测，判断是否已经增加纠错编码长度， 如果没有增加纠错编码尺度，则执行步骤D5，否则执行步骤D6；

D5：增加纠错编码长度，然后执行步骤D3；

D6：判断是否已增加发射功率，如果没有增加发射功率，则执行步骤D7， 否则执行步骤D8；

D7：增加发射功率，然后执行步骤D3；

D8：判断是否已经扩展通讯频谱，如果没有扩展通讯频谱则执行步骤D9， 否则执行步骤D10；

D9：扩展通讯频谱，然后执行步骤D3；

D10：判断是否已调换通讯频道，如果没有调换通讯频道则执行步骤D11， 否则执行步骤D12；

D11：调换通讯频道，然后执行步骤D3；