无线模块超远距离传输中实现中继的方法

一、无线中继发展背景

近年来,随着社会的发展和科学技术的进步,人们开始进入数字网络化的智能社会,各种各样的智能设备改变着我们的生活,而无线传输在这些智能化发展中占有不可或缺的地位。在无线网络中,实现终端间的数据传输媒体主要有无线电波,但由于无线电波存在衰减,并且频率越高,无线电波随距离衰减越快,因此高工作频率将导致网络中基站的覆盖范围十分有限,针对这一点,在现有的无线电波的传输基础上,采用中继的方法,可以让覆盖范围变得更加广泛,提高了无线传输的应用领域。

二、无线中继简介

所谓的无线中继,就是能够将无线发送方发来的无线信息转发出去,让无线目标终端能够接收到发送端的信息。

在一条链路中,无线中继可以有多个,并不是只允许一个无线中继的存在。无线中继越多,传输的时间越长,但传输的距离越远。在一条无线中继链路中,无线终端是可以实现双向收发的,只要无线模块既能收,又能发。传统的能多无线模块,很多都是要么只能收,要么只能发送的;还有的虽然收发功能都具有,但是收发转换需要用户转换,使用起来很不方便。笔者使用过成都亿佰特公司的无线模块,该公司模块都是收发一体的,使用起来很方便,模块不发送数据的时候,就是接收状态,就可以接收同频段的无线信号;在模块收到用户设备通过串口发送过来的数据的时候,我们就自动切换到发射模式,将收到的数据发送出去,完全实现自动切换收发。使用这类无线收发模块,就能够组成一个双向传输的无线中继链路,实现长距离的传输。

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三、无线中继的实现

无线中继的实现也是很简单的,成本也相对比较低,下面以成都亿佰特无线模块为例进行阐述。

成都亿佰特的无线收发模块是转串口的,通过串口就可以实现数据收发,用户无线编写驱动程序,往模块串口发送数据,模块就能启动发射,接收端收到数据后,通过串口把数据打印出来,对用户来说,使用起来是很方便的,用于实现中继,也是很简单方面的。

如图,如果无线终端A需要发送数据给无线终端B,由于传输距离太远,A直接发送给B,B无法收到,这种情况下就可以依靠中继实现A传输给B。实现中继主要有两种,一种是中继采用呆MCU的方法,另一种是中继不带MCU的方法。两种方法各有各的优缺点。

1.中继带MCU的无线中继方法

中继带MCU的可以使用透传或者定点传输。

透传就是通过串口给电台发送什么数据,接收端收到后就输出对应的数据。如A终端要讲数据传输到B终端,中间在有多路中继N1N2N3N4N5...Nn的情况下,由于中继带MCU,第一个中继收到A终端发来的数据后,就需要改变自己地址和N2一致,将数据传递给N2,N2收到数据后,改变地址传递给N3,直到Nn改变自己的地址传给B终端,才算单向传输链路完成。

定点模式实现中继传输相对而言受包长限制,但是节约了地址等设置的时间,理论上传输相同的中继个数,时间短很多,但是受分包影响,每次传输字节不能超过包长。每次传输的时候,需要发送端加上下一目标端的地址和信道,下一个目标端才能收到。

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2.中继不带MCU的无线中继方法

不带MCU的中继方法只能采用定点模式,不能使用透传模式。由于中继没有MCU,是将中继的RX TX短接实现中继,因此只能使用定点。并且,中继个数越多,单包携带的有用数据越少,这种传输方法速度快,成本低,但是传输数据量少,发送端所带的协议字节随中继个数增多而增多。

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总的来说,不同的中继方法,优缺点都不同。中继带MCU的适合多级中继,但是成本相对高些,传输距离也要远些;不带MCU的中继方法成本要低些,但中继数量受限,传输距离相对也受限。用户在选择上可以更具实际情况来进行选择中继方案。

以上所描述的中继方法都是基于成都亿佰特无线数传模块的基础上进行阐述的,需要使用无线模块实现中继方法的各位用户可以去亿佰特官网及淘宝店铺选择。