通信节点发射功率控制方法、无线通信系统及设备论文和设计-陈忠

全文摘要

本申请涉及一种通信节点发射功率控制方法、无线通信系统及设备。该方法包括：主节点向各个从节点发送下行测试帧；下行测试帧携带有从节点的目标发射功率；接收各个从节点以各自的目标发射功率发送的上行测试帧；上行测试帧包括从节点对应的当前链路质量测试信号；根据各个从节点对应的当前链路质量测试信号和预设的参考链路质量测试信号，计算得到各个从节点对应的当前链路质量值；当检测到一个从节点的当前链路质量值超出预设链路质量值范围时，则重新确定一个从节点的目标发射功率；当检测到各个从节点的当前链路质量值均与所述预设的链路质量值范围匹配时，则结束。利用该方法，可以避免从节点之间功率强的信号干扰功率弱的信号的问题。

主设计要求

1.一种通信节点发射功率控制方法，其特征在于，所述方法包括：当功率设置指示为真时，则将功率控制标示设置为真；所述功率控制标示为下行测试帧的帧结构中的字段；主节点向各个从节点发送下行测试帧；所述下行测试帧携带有所述从节点的目标发射功率；所述下行测试帧的帧结构包括：前导符号和数据信号，其中，所述数据信号包括：帧起始标示、帧头、物理层数据载荷；所述帧头包括：控制域、帧长度域、功率控制标示、校验域；所述物理层数据载荷包括目标发射功率；接收各个从节点以各自的目标发射功率发送的上行测试帧；所述上行测试帧包括所述从节点对应的当前链路质量测试信号；根据各个从节点对应的当前链路质量测试信号和预设的参考链路质量测试信号，计算得到各个从节点对应的当前链路质量值；当检测到一个从节点的当前链路质量值超出预设链路质量值范围时，则重新确定所述一个从节点的目标发射功率；当检测到各个从节点的当前链路质量值均与所述预设链路质量值范围匹配时，则结束。

设计方案

1.一种通信节点发射功率控制方法，其特征在于，所述方法包括：

当功率设置指示为真时，则将功率控制标示设置为真；所述功率控制标示为下行测试帧的帧结构中的字段；

主节点向各个从节点发送下行测试帧；所述下行测试帧携带有所述从节点的目标发射功率；所述下行测试帧的帧结构包括：前导符号和数据信号，其中，所述数据信号包括：帧起始标示、帧头、物理层数据载荷；所述帧头包括：控制域、帧长度域、功率控制标示、校验域；所述物理层数据载荷包括目标发射功率；

接收各个从节点以各自的目标发射功率发送的上行测试帧；所述上行测试帧包括所述从节点对应的当前链路质量测试信号；

根据各个从节点对应的当前链路质量测试信号和预设的参考链路质量测试信号，计算得到各个从节点对应的当前链路质量值；

当检测到一个从节点的当前链路质量值超出预设链路质量值范围时，则重新确定所述一个从节点的目标发射功率；

当检测到各个从节点的当前链路质量值均与所述预设链路质量值范围匹配时，则结束。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述主节点向各个从节点发送下行测试帧之前，所述方法还包括：

判断功率设置指示是否为真；

当所述功率设置指示为假时，则将所述功率控制标示设置为假，主节点向各个从节点发送下行业务数据帧以及接收上行业务数据帧。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述下行业务数据帧的帧结构与所述下行测试帧的帧结构相同，所述下行业务数据帧的发射过程包括：

对帧头比特流和物理层数据载荷比特流分别进行前向纠错码处理，得到前向纠错码处理后的帧头比特流和前向纠错码处理后的物理层数据载荷比特流；

对所述前向纠错码处理后的帧头比特流、所述前向纠错码处理后的物理层数据载荷比特流，以及所述帧起始标示进行复用处理，得到复用后的比特流；

对所述复用后的比特流进行多进制循环移位扩频调制，得到多进制循环移位扩频码；

将前导符号和所述扩频调制后的多进制循环移位扩频码进行复用处理，得到所述下行业务数据帧，所述前导符号为恒包络零自相关序列。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述复用后的比特流进行多进制循环移位扩频调制，得到多进制循环移位扩频码，包括：

建立多个复用后的比特流和多个多进制循环移位扩频码之间的对应关系；

根据所述多个复用后的比特流和多个多进制循环移位扩频码之间的对应关系，得到所述复用后的比特流对应的多进制循环移位扩频码。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述上行业务数据帧的帧结构与所述下行测试帧的帧结构相同，所述上行业务数据帧的接收过程包括：

接收上行业务数据帧，并对所述上行业务数据帧进行同步处理，得到同步后的上行业务数据帧；

对所述同步后的上行业务数据帧进行非相干解调处理，得到所述上行业务数据帧中的帧头比特流和物理层数据载荷比特流；

对所述帧头比特流和所述物理层数据载荷比特流分别进行反前向纠错码处理，得到反前向纠错码处理后的帧头比特流和反前向纠错码处理后的物理层数据载荷比特流。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对所述同步后的上行业务数据帧进行非相干解调处理的方式，包括：

对所述同步后的上行业务数据帧进行傅里叶变换，得到上行业务数据帧的频域信号；

对本地存储的上行业务数据帧进行傅里叶变换，得到本地存储的上行业务数据帧的频域信号，并对所述本地存储的上行业务数据帧的频域信号进行共轭运算，得到本地存储的上行业务数据帧的频域信号的共轭信号；

将所述上行业务数据帧的频域信号和所述本地存储的上行业务数据帧的频域信号的共轭信号进行相乘，得到相乘后的频域信号；

对所述相乘后的频域信号进行反傅里叶变换求解，得到多个相关值以及多个相关值中的最大相关值；

根据所述最大相关值，得到与所述最大相关值对应的多进制循环移位扩频码；

根据多进制循环移位扩频码和比特流之间的对应关系，得到所述最大相关值对应的多进制循环移位扩频码对应的比特流。

7.一种无线通信系统，包括一个主节点和多个从节点，其特征在于，所述主节点和所述从节点在通信过程中实现上述权利要求1至6任一项所述方法的步骤。

8.一种计算机设备，包括：存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。

设计说明书

技术领域

本申请涉及物联网技术领域，特别是涉及一种通信节点发射功率控制方法、无线通信系统及设备。

背景技术

随着物联网技术的快速发展，其在各个领域的应用越来越广泛，而无线通信技术作为物联网主要通信技术之一，应用也越来越广泛，因此，在无线通信技术日益广泛的应用中，对无线通信系统的低功耗、远距离传输等都提出了很高的要求。一般的无线通信系统主要由一个主节点和多个从节点组成。

传统技术中，由于各个从节点与主节点之间的距离各不相同，在主节点和从节点进行通信时，主节点接收到的各个从节点的无线通信信号功率也就不同，主节点在接收从节点的信号功率时，接收的与主节点距离近的从节点的信号功率较强，接收的与主节点距离远的从节点的信号功率较弱。

但是上述方法容易出现功率强的信号干扰功率弱的信号的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述功率强的信号干扰功率弱的信号的问题，提供一种通信节点发射功率控制方法、无线通信系统及设备。

第一方面，本申请实施例提供一种通信节点发射功率控制方法，所述方法包括：

主节点向各个从节点发送下行测试帧；所述下行测试帧携带有所述从节点的目标发射功率；

接收各个从节点以各自的目标发射功率发送的上行测试帧；所述上行测试帧包括所述从节点对应的当前链路质量测试信号；

根据各个从节点对应的当前链路质量测试信号和预设的参考链路质量测试信号，计算得到各个从节点对应的当前链路质量值；

当检测到一个从节点的当前链路质量值超出预设链路质量值范围时，则重新确定所述一个从节点的目标发射功率；

当检测到各个从节点的当前链路质量值均与所述预设链路质量值范围匹配时，则结束。

在其中一个实施例中，所述下行测试帧的帧结构包括：前导符号和数据信号，其中，所述数据信号包括：帧起始标示、帧头、物理层数据载荷；所述帧头包括：控制域、帧长度域、功率控制标示、校验域；所述物理层数据载荷包括目标发射功率。

在其中一个实施例中，在所述主节点向各个从节点发送下行测试帧之前，所述方法还包括：

判断功率设置指示是否为真；

当所述功率设置指示为真时，则将所述功率控制标示设置为真，所述主节点向各个从节点发送下行测试帧；

当所述功率设置指示为假时，则将所述功率控制标示设置为假，主节点向各个从节点发送下行业务数据帧以及接收上行业务数据帧。

在其中一个实施例中，所述下行业务数据帧的帧结构与所述下行测试帧的帧结构相同，所述下行业务数据帧的发射过程包括：

对所述帧头比特流和物理层数据载荷比特流分别进行前向纠错码处理，得到前向纠错码处理后的帧头比特流和前向纠错码处理后的物理层数据载荷比特流；

对所述前向纠错码处理后的帧头比特流、所述前向纠错码处理后的物理层数据载荷比特流，以及所述帧起始标示进行复用处理，得到复用后的比特流；

对所述复用后的比特流进行多进制循环移位扩频调制，得到多进制循环移位扩频码；

将前导符号和所述扩频调制后的多进制循环移位扩频码进行复用处理，得到所述下行业务数据帧，所述前导符号为恒包络零自相关序列。

在其中一个实施例中，所述对所述复用后的比特流进行多进制循环移位扩频调制，得到多进制循环移位扩频码，包括：

建立多个复用后的比特流和多个多进制循环移位扩频码之间的对应关系；

根据所述多个复用后的比特流和多个多进制循环移位扩频码之间的对应关系，得到所述复用后的比特流对应的多进制循环移位扩频码。

在其中一个实施例中，所述上行业务数据帧的帧结构与所述下行测试帧的帧结构相同，所述上行业务数据帧的接收过程包括：

接收上行业务数据帧，并对所述上行业务数据帧进行同步处理，得到同步后的上行业务数据帧；

对所述同步后的上行业务数据帧进行非相干解调处理，得到所述上行业务数据帧中的帧头比特流和物理层数据载荷比特流；

在其中一个实施例中，所述对所述同步后的上行业务数据帧进行非相干解调处理的方式，包括：

对所述同步后的上行业务数据帧进行傅里叶变换，得到上行业务数据帧的频域信号；

将所述上行业务数据帧的频域信号和所述本地存储的上行业务数据帧的频域信号的共轭信号进行相乘，得到相乘后的频域信号；

对所述相乘后的频域信号进行反傅里叶变换求解，得到多个相关值以及多个相关值中的最大相关值；

根据所述最大相关值，得到与所述最大相关值对应的多进制循环移位扩频码；

根据多进制循环移位扩频码和比特流之间的对应关系，得到所述最大相关值对应的多进制循环移位扩频码对应的比特流。

第二方面，本申请实施例提供一种无线通信系统，包括一个主节点和多个从节点，所述主节点和所述从节点在通信过程中可以实现上述任一所述的通信节点发射功率控制方法。

第三方面，本申请实施例提供一种计算机设备，包括：存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

主节点向各个从节点发送下行测试帧；所述下行测试帧携带有所述从节点的目标发射功率；

接收各个从节点以各自的目标发射功率发送的上行测试帧；所述上行测试帧包括所述从节点对应的当前链路质量测试信号；

根据各个从节点对应的当前链路质量测试信号和预设的参考链路质量测试信号，计算得到各个从节点对应的当前链路质量值；

当检测到一个从节点的当前链路质量值超出预设链路质量值范围时，则重新确定所述一个从节点的目标发射功率；

当检测到各个从节点的当前链路质量值均与所述预设链路质量值范围匹配时，则结束。

第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

主节点向各个从节点发送下行测试帧；所述下行测试帧携带有所述从节点的目标发射功率；

接收各个从节点以各自的目标发射功率发送的上行测试帧；所述上行测试帧包括所述从节点对应的当前链路质量测试信号；

根据各个从节点对应的当前链路质量测试信号和预设的参考链路质量测试信号，计算得到各个从节点对应的当前链路质量值；

当检测到一个从节点的当前链路质量值超出预设链路质量值范围时，则重新确定所述一个从节点的目标发射功率；

当检测到各个从节点的当前链路质量值均与所述预设链路质量值范围匹配时，则结束。

上述通信节点发射功率控制方法、无线通信系统及设备，首先主节点向各个从节点发送下行测试帧，该下行测试帧携带有从节点的目标发射功率，从节点在接收到下行测试帧之后，可以按照主节点发送的目标发射功率，向主节点发送上行测试帧，其中，上行测试帧包括从节点对应的当前链路质量测试信号，主节点在接收到各个从节点按照各个目标发射功率发送的上行测试帧之后，可以根据各个从节点对应的当前链路质量测试信号和预设的参考链路质量测试信号，计算出各个从节点对应的当前链路质量值，并将各个从节点对应的当前链路质量值和预设链路质量值进行对比，当检测到一个从节点的当前链路质量值小于预设链路质量值时，则需要重新确定该一个从节点的目标发射功率，当检测到各个从节点的当前链路质量值均不小于预设链路质量值时，则结束流程。在本实施例中，由于主节点可以调节各个从节点的目标发射功率，从而可以使得各个从节点最终的当前链路质量值都达到预设链路质量值，即可以使各个从节点最终到达主节点的信号功率基本一致，进一步地也就避免了从节点之间功率强的信号干扰功率弱的信号的问题。

附图说明

图1为一个实施例提供的无线通信系统的结构示意图；

图2为一个实施例提供的通信节点发射功率控制方法的流程示意图；

图3为一个实施例的通信节点发射功率控制方法中下行测试帧的帧结构示意图；

图4为另一个实施例提供的通信节点发射功率控制方法的流程示意图；

图5为另一个实施例提供的通信节点发射功率控制方法的流程示意图；

图6为另一个实施例的通信节点发射功率控制方法中下行业务数据帧的发射过程的一种结构示意图；

图7a为另一个实施例的通信节点发射功率控制方法中下行业务数据帧的发射过程的另一种结构示意图；

图7b为另一个实施例的通信节点发射功率控制方法中下行业务数据帧的发射过程的另一种结构示意图；

图8为另一个实施例提供的通信节点发射功率控制方法的流程示意图；

图9为另一个实施例的通信节点发射功率控制方法中上行业务数据帧的接收过程的结构示意图；

图10为另一个实施例提供的通信节点发射功率控制方法的流程示意图；

图11为另一个实施例的通信节点发射功率控制方法中非相干解调方式的一种结构示意图；

图12为另一个实施例的通信节点发射功率控制方法中非相干解调方式的另一种结构示意图；

图13为一个实施例提供的通信节点发射功率控制方法的流程示意图；

图14为一个实施例提供的计算机设备结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例提供的通信节点发射功率控制方法，可以适用于图1所示的无线通信系统。如图1所示，该无线通信系统包括一个主节点101和多个从节点102。其中，主节点101可以是云端服务器、远程服务器等，从节点102可以是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑、计算机设备等，本申请对主节点101和从节点102的具体形式并不做限定；其中，上述主节点101可以与多个从节点102进行无线或者有线数据传输。可选的，在主节点101和多个从节点102之间进行通信时，可以采用频分复用、时分复用、码分复用等通信方式。

传统技术中，由于各个从节点与主节点之间的距离各不相同，在主节点和从节点进行通信时，主节点接收到的各个从节点的无线通信信号功率也就不同，主节点在接收从节点的信号功率时，接收的与主节点距离近的从节点的信号功率较强，接收的与主节点距离远的从节点的信号功率较弱。但是上述方法容易出现功率强的信号干扰功率弱的信号的问题。本申请实施例提供的通信节点发射功率控制方法、无线通信系统及设备，旨在解决传统技术的如上技术问题。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下述方法实施例以执行主体是主节点为例进行说明。

图2为一个实施例提供的通信节点发射功率控制方法的流程示意图。本实施例涉及的是主节点如何调制各个从节点的发射功率的具体过程。如图2所示，该方法可以包括以下步骤：

S201，主节点向各个从节点发送下行测试帧；所述下行测试帧携带有所述从节点的目标发射功率。

其中，下行指的是主节点向从节点发送数据的过程，也可以称为下行链路，下行测试帧指的是主节点向从节点发送的数据，目标发射功率指的是从节点与主节点之间进行通信时，从节点向主节点发送的数据的功率。

可选的，上述下行测试帧的帧结构可以参见图3所示，如图3所示，该帧结构包括：前导符号(Preamble)和数据信号，其中，上述数据信号包括：帧起始标示(SFD，Start ofFrame Delimiter)、帧头、物理层数据载荷(PSDU，Presentation Protocol Data Unit)；上述帧头包括：控制域(Mode)、帧长度域(Frame length)、功率控制标示(PADJ flag)、校验域(HCS)；上述物理层数据载荷包括目标发射功率。

具体的，主节点在需要调整从节点的发射功率时，可以首先在物理层数据载荷中设置好各个从节点的目标发射功率，并将各个从节点的物理层数据载荷放入要向各个从节点发送的下行测试帧中，接着向各个从节点发送该携带有各个从节点的目标发射功率的下行测试帧。可选的，上述调整从节点的发射功率的时机可以是在主节点和从节点之间进行网络初始设置时，也可以是在从节点位置发生变更时，还可以是主节点定期对从节点的发射功率进行调整，在需要设置功率时，可选的，主节点可以把功率设置指示设置为真，本实施例对此不做限定。

S202，接收各个从节点以各自的目标发射功率发送的上行测试帧；所述上行测试帧包括所述从节点对应的当前链路质量测试信号。

其中，上行指的是从节点向主节点发送数据的过程，也可以成为上行链路，上行测试帧指的是从节点向主节点发送的数据，链路质量测试信号指的是从节点通过上行链路发送至主节点时的信号。

其中，主节点在向各个从节点发送下行测试帧之后，各个从节点可以对各自的下行测试帧进行接收，在各个从节点接收到主节点发送的下行测试帧之后，各个从节点可以按照主节点发送的目标发射功率设置好各自的上行测试帧，并将各自的上行测试帧发送给主节点。

具体的，各个从节点在向主节点发送各自的上行测试帧之后，主节点可以对各个从节点的上行测试帧进行接收，该各个上行测试帧均是以各个从节点的目标发射功率进行发射的，包括各个从节点的当前链路质量测试信号。

S203，根据各个从节点对应的当前链路质量测试信号和预设的参考链路质量测试信号，计算得到各个从节点对应的当前链路质量值。

其中，从节点预设的参考链路质量测试信号可以是全“1”序列的信号或者全“0”序列的信号，还可以是其他序列的信号，本实施例对此不做限定。上述当前链路质量测试信号可以是从节点以预设的参考链路质量测试信号进行上行测试帧发送，该上行测试帧在发送过程中，可能会发生误码情况等，导致主节点接收到的上行测试帧里的链路质量测试信号不是预设的参考链路质量测试信号，而是发生误码等情况之后的当前链路质量测试信号。

具体的，主节点在接收到各个从节点的当前链路质量测试信号之后，可以将各个从节点的当前链路质量测试信号分别和预设的参考链路质量测试信号作比值或者作差值，从而计算得到各个从节点对应的当前链路质量值。可选的，上述链路质量值可以是误码率、信噪比、接收信号强度指示等。其中，误码率可以用本实施例的方法求解得到，信噪比、接收信号强度指示可以采用公知的求解信噪比方法、求解接收信号强度指示方法得到。

S204，当检测到一个从节点的当前链路质量值超出预设链路质量值范围时，则重新确定所述一个从节点的目标发射功率。

具体的，主节点在得到各个从节点的当前链路质量值之后，可以将各个从节点的当前链路质量值分别与预设链路质量值范围进行匹配，得到多个匹配结果。当其中一个匹配结果为一个从节点的当前链路质量值超出预设链路质量值范围时，则主节点需要重新设置该一个从节点的目标发射功率，并返回执行上述S201的步骤，直至该一个从节点的当前链路质量值与预设链路质量值范围匹配，其中，当前链路质量值与预设链路质量值范围匹配，指的是当前链路质量值在预设链路质量值范围内。可选的，主节点可以预先设置从节点的目标发射功率的调节范围，记为预设功率调节范围，当主节点需要对从节点的目标发射功率进行调整时，可以在该预设功率调节范围内，按照一定的步长，调高从节点的目标发射功率或者调低从节点的目标发射功率。

S205，当检测到各个从节点的当前链路质量值均与所述预设链路质量值范围匹配时，则结束。

具体的，当上述多个匹配结果均是从节点的当前链路质量值与预设的链路质量值范围匹配时，则主节点调制从节点的发射功率的过程结束，主节点可以进入正式通信流程。

本实施例提供的通信节点发射功率控制方法，首先主节点向各个从节点发送下行测试帧，该下行测试帧携带有从节点的目标发射功率，从节点在接收到下行测试帧之后，可以按照主节点发送的目标发射功率，向主节点发送上行测试帧，其中，上行测试帧包括从节点对应的当前链路质量测试信号，主节点在接收到各个从节点按照各个目标发射功率发送的上行测试帧之后，可以根据各个从节点对应的当前链路质量测试信号和预设的参考链路质量测试信号，计算出各个从节点对应的当前链路质量值，并将各个从节点对应的当前链路质量值和预设链路质量值范围进行匹配，当检测到一个从节点的当前链路质量值超出预设链路质量值范围时，则需要重新确定该一个从节点的目标发射功率，当检测到各个从节点的当前链路质量值均与预设链路质量值范围匹配时，则结束流程。在本实施例中，由于主节点可以调节各个从节点的目标发射功率，从而可以使得各个从节点最终的当前链路质量值都与预设链路质量值范围匹配，即可以使各个从节点最终到达主节点的信号功率基本一致，进一步地也就避免了从节点之间功率强的信号干扰功率弱的信号的问题。

图4为另一个实施例提供的通信节点发射功率控制方法的流程示意图。本实施例涉及的是主节点向各个从节点发送下行测试帧之前，主节点如何工作的具体过程。在上述实施例的基础上，如图4所示，该方法还可以包括以下步骤：

S301，判断功率设置指示是否为真。

其中，功率设置指示可以是数字，字母等，可以用1表示真、0表示假，还可以用true表示真、false表示假。

具体的，主节点在对从节点的目标发射功率进行调制之前，主节点和各个从节点之间可以进行正常通信，正常通信指的是主节点向各个从节点发送下行业务数据帧，并接收各个从节点发送的上行业务数据帧，业务数据帧指的是主节点和从节点正常通信时发送的数据或者接收的数据，可以是语音通话数据、视频数据等。当主节点需要对从节点的目标发射功率进行设置时，可以首先判断功率设置指示是否为真，并得到判断结果。

S302，当所述功率设置指示为真时，则将所述功率控制标示设置为真，所述主节点向各个从节点发送下行测试帧。

具体的，当上述判断结果为功率设置指示为真时，则主节点可以进入到对从节点的目标发射功率进行设置的流程，主节点可以先将帧结构中的功率控制标示设置为真，然后主节点可以执行上述S201的步骤，向各个从节点发送下行测试帧。在从节点接收到主节点发送的下行测试帧之后，可以先判断接收到的下行测试帧中的功率控制标示是否为真，当该功率控制标示为真时，则从节点可以设置上行测试帧，该上行测试帧是根据主节点发送的从节点的目标发射功率设置的，在设置完成后，从节点可以将该上行测试帧发送给主节点，主节点就可以接收该上行测试帧；当该功率控制标示为假时，则从节点不按照目标发射功率设置上行测试帧，其继续与主节点之间进行正常通信，发送上行业务数据帧以及接收下行业务数据帧。可选的，功率控制标示可以是数字，字母等，可以用1表示真、0表示假，还可以用true表示真、false表示假。

S303，当所述功率设置指示为假时，则将所述功率控制标示设置为假，主节点向各个从节点发送下行业务数据帧以及接收上行业务数据帧。

具体的，当上述判断结果为功率设置指示为假时，则主节点可以先将上述功率控制标示设置为假，即主节点不对从节点的目标发射功率进行设置，主节点继续向各个从节点发送正常通信时的下行业务数据帧，并接收各个从节点发送的上行业务数据帧。

本实施例提供的通信节点发射功率控制方法，在主节点需要对从节点的目标发射功率进行设置时，首先可以判断功率设置指示是否为真，当功率设置指示为真时，则主节点可以先将功率控制标示设置为真，然后主节点可以对各个从节点的目标发射功率进行调整，当功率设置指示为假时，则主节点可以将功率控制标示设置为假，主节点继续向各个从节点发送下行业务数据帧以及接收各个从节点发送的上行业务数据帧。在本实施例中，由于主节点只是在功率设置指示为真时，才对从节点的目标发射功率进行调整，因此，该方法可以避免随意设置从节点的目标发射功率，导致从节点的目标发射功率设置过高，使得从节点发生损坏的问题。

图5为另一个实施例提供的通信节点发射功率控制方法的流程示意图。本实施例涉及的是所述下行业务数据帧的帧结构与所述下行测试帧的帧结构相同，主节点向各个从节点发送的下行业务数据帧的发射过程的一种可能的实施方式。在上述实施例的基础上，如图5所示，所述下行业务数据帧的发射过程可以包括以下步骤：

S401，对所述帧头比特流和物理层数据载荷比特流分别进行前向纠错码处理，得到前向纠错码处理后的帧头比特流和前向纠错码处理后的物理层数据载荷比特流。

其中，前向纠错码(Forward Error Correction，简称FEC)，下行业务数据帧的帧结构与下行测试帧的帧结构相同，包括：前导符号和数据信号，其中，数据信号包括：帧起始标示、帧头、物理层数据载荷；帧头包括：控制域、帧长度域、功率控制标示、校验域；在业务数据帧里面，物理层数据载荷包括的是正常通信数据。另外，主节点在向从节点发送业务数据帧之前，首先要将帧结构的各个部分拼接起来，其中，帧结构的各个部分在拼接之前均是以比特流的形式存在。

具体的，如图6所示，主节点可以先对帧头比特流和物理层数据载荷比特流分别进行前向纠错码处理，可选的，前向纠错码处理可以是先对帧头比特流和物理层数据载荷比特流分别进行加扰处理，接着分别进行前向纠错码编码处理(也称为FEC编码)，然后分别进行交织处理，最后得到处理后的帧头比特流和物理层数据载荷比特流。

S402，对所述前向纠错码处理后的帧头比特流、所述前向纠错码处理后的物理层数据载荷比特流，以及所述帧起始标示进行复用处理，得到复用后的比特流。

其中，复用指的是将帧起始标识、帧头、物理层数据载荷合起来使用一个同信道进行通信的过程。

具体的，主节点在得到前向纠错码处理后的帧头比特流和物理层数据载荷比特流之后，可以将该前向纠错码处理后的帧头比特流和前向纠错码处理后的物理层数据载荷比特流、以及帧起始标示进行复用，从而得到复用后的比特流，也就是说，在该复用后的比特流里面，帧起始标示、帧头、物理层数据载荷三者已经拼接到一起了。

S403，对所述复用后的比特流进行多进制循环移位扩频调制，得到多进制循环移位扩频码。

其中，多进制可以用N进制来表示，N可以是正整数，可选的，N可以是2的m次方，即N＝2^{m<\/sup>，m是扩频因子，可以为6至12中的任意一个整数。扩频符号可以是恒包络零自相关序列，还可以是伪随机序列，本实施例对此不做限定，多进制循环移位扩频码指的是多个扩频符号。}

可选的，上述恒包络零自相关序列可以是任何一种CAZAC(Constant AmplitudeZero Auto Correlation)序列，也可以是Zadoff－Chu序列(即ZC序列)、Frank序列、Golomb多相序列、Chirp序列等。

可选的，上述伪随机序列可以是Gold序列。可选的，当主节点选择的扩频符号为伪随机序列时，由于多数的伪随机序列的长度为2^{m-1<\/sup>，可以通过补充一位，变成长度2^{m<\/sup>的伪随机序列。}}

具体的，主节点在得到帧起始标示、帧头、物理层数据载荷三者复用后的比特流之后，可以对该复用后的比特流进行多进制循环移位扩频调制，从而得到该复用后的比特流对应的多进制循环移位扩频码。

可选的，上述多进制循环移位扩频调制可以是建立多个复用后的比特流和多个多进制循环移位扩频码之间的对应关系；根据所述多个复用后的比特流和多个多进制循环移位扩频码之间的对应关系，得到所述复用后的比特流对应的多进制循环移位扩频码。

具体的，主节点可以预先设置多个复用后的比特流、以及该多个复用后的比特流对应的多个多进制循环移位扩频码，根据该多个复用后的比特流以及对应的多个多进制循环移位扩频码就可以建立多个复用后的比特流和多个多进制循环移位扩频码之间的对应关系；当主节点得到一个复用后的比特流之后，根据上述对应关系，就可以得到该复用后的比特流所对应的多进制循环移位扩频码。

以扩频符号是CAZAC序列、m＝6为例，此时N＝2^{6<\/sup>＝64，多进制循环移位扩频码为长度为64的CAZAC序列，进行循环移位得到的64个循环移位扩频码。例如：复用后的比特流为000001时，对应的多进制循环移位扩频码为C(0)C(1)C(2)...C(62)C(63)，复用后的比特流为000010时，对应的多进制循环移位扩频码为C(1)C(2)C(3)...C(63)C(0)，复用后的比特流为000011时，对应的多进制循环移位扩频码为C(2)C(3)C(4)...C(63)C(0)C(1)等。}

S404，将前导符号和所述扩频调制后的多进制循环移位扩频码进行复用处理，得到所述下行业务数据帧，所述前导符号为恒包络零自相关序列。

其中，前导符号可以采用恒包络零自相关序列。可选的，前导符号可以由多个基础单元组成的，每个基础单元包括一个恒包络零自相关序列和一个恒包络零自相关序列的共轭序列。可选的，对于基础单元中恒包络零自相关序列和恒包络零自相关序列的共轭序列的前后位置关系，本实施例不做限定。

具体的，当主节点选择的扩频符号为CAZAC序列时，如图6所示，主节点在得到上述经过多进制循环移位扩频调制后的多进制循环移位扩频码之后，可以将前导符号和该扩频调制后的多进制循环移位扩频码进行复用，得到复用后的扩频码，也就是说，在该复用后的扩频码里面，前导符号、帧起始标示、帧头、物理层数据载荷四者已经拼接到一起了。主节点在得到复用后的扩频码之后，还可以对该复用后的扩频码进行采样、滤波、数模转换、变频处理等，从而得到主节点向从节点发送的下行业务数据帧。可选的，采样、滤波可以在数字前端进行，变频处理可以在射频上进行处理。

可选的，当主节点选择的扩频符号为伪随机序列时，上述主节点得到复用后的比特流对应的多进制循环移位扩频码之后，如图7a所示，可以将其送入Half-sine O-QPSK调制器(Half-sine Offset-Quadrature Phase Shift Keying，半正弦偏移四相相移键控)，在该调制器中，如图7b所示，复用后的多进制循环移位扩频码流首先由逻辑序列1\/0转换为+1\/-1的实数序列，然后经过串并变换分离成实部(I)和虚部(Q)两路，再进行成形滤波(即将串并后的扩频码直接乘以半正弦波信号波形)，最后虚部一路延迟一个扩频码元时长(记为Z ^{-1<\/sup>)再输出。由于该步骤中已经对多进制循环移位扩频码进行了采样、滤波，因此，在将采用伪随机序列的多进制循环移位扩频码和前导符号进行复用时，这里是先对前导符号进行采样、滤波，之后，将采样和滤波之后的前导符号与上述采样、滤波后的多进制循环移位扩频码进行复用，然后再进行数模转换、变频处理等，得到主节点向从节点发送的下行业务数据帧。}

本实施例提供的通信节点发射功率控制方法，首先对帧头比特流和物理层数据载荷比特流分别进行前向纠错码处理，得到前向纠错码处理后的帧头比特流和前向纠错码处理后的物理层数据载荷比特流，接着对前向纠错码处理后的帧头比特流、前向纠错码处理后的物理层数据载荷比特流，以及帧起始标示进行复用处理，得到复用后的比特流，然后对复用后的比特流进行多进制循环移位扩频调制，得到多进制循环移位扩频码，最后将前导符号和扩频调制后的多进制循环移位扩频码进行复用处理，得到下行业务数据帧。在本实施例中，由于采用了多进制循环移位扩频调制对帧起始标示、帧头、物理层数据载荷进行调制，因此，该方法可以提高下行业务数据帧的接收信噪比，进而提高下行业务数据帧的接收灵敏度。

图8为另一个实施例提供的通信节点发射功率控制方法的流程示意图。本实施例涉及的是所述上行业务数据帧的帧结构与所述下行测试帧的帧结构相同，主节点接收各个从节点发送的上行业务数据帧的接收过程的一种可能的实施方式。在上述实施例的基础上，如图8所示，该上行业务数据帧的接收过程可以包括以下步骤：

S501，接收上行业务数据帧，并对所述上行业务数据帧进行同步处理，得到同步后的上行业务数据帧。

其中，主节点接收的从节点发送的上行业务数据帧，其帧结构和下行测试帧的帧结构相同，包括：前导符号和数据信号，其中，数据信号包括：帧起始标示、帧头、物理层数据载荷；帧头包括：控制域、帧长度域、功率控制标示、校验域；在业务数据帧里面，物理层数据载荷包括的是正常通信数据。另外，主节点接收的从节点发送的上行业务数据帧是拼接之后的业务数据帧。

具体的，如图9所示，主节点在接收到从节点发送的上行业务数据帧之后，可以先对该上行业务数据帧进行初步处理，该初步处理包括变频、模数转换、采样、滤波等，得到初步处理之后的上行业务数据帧，其中，采样、滤波可以在主节点的数字前端进行；然后主节点可以对该上行业务数据帧进行同步处理，可选的，同步处理可以是先将上行业务数据帧里面的前导符号进行同步，即可以将前导符号送入地址码匹配器进行处理，得到符号同步偏差和频率偏差，之后将符号同步偏差反馈到数字前端进行符号同步偏差处理，同时对初步处理后的上行业务数据帧进行频率偏差补偿处理，得到校正后的上行业务数据帧；接着，主节点可以利用公知的差分方法，对校正后的细频率偏差估计，得到频率偏差的细估计值，并根据该细估计值对校正后的上行业务数据帧再次进行频差偏差补偿处理，进一步校正残留的频率偏差；接着，主节点可以采用定时跟踪单元，利用公知的延迟锁定环算法，估计出前导符号的相位偏差，并将该相位偏差反馈到数字前端，对前导符号定时进行跟踪；上述步骤执行完，主节点就可以得到同步处理后的上行业务数据帧。

S502，对所述同步后的上行业务数据帧进行非相干解调处理，得到所述上行业务数据帧中的帧头比特流和物理层数据载荷比特流。

其中，非相干解调处理指的是将多进制循环移位扩频码转化为比特流的过程。该非相干解调处理与上述多进制循环移位扩频调制相对应，多进制循环移位扩频调制是将比特流转化为多进制循环移位扩频码的过程，非相干解调是将多进制循环移位扩频码转化为比特流的过程。

具体的，主节点在得到同步处理后的上行业务数据帧之后，可以先检测该同步处理后的上行业务数据帧中的帧起始标示，在检测到帧起始标示的最后一个符号后，可以从该帧起始标示的最后一个符号的下一个符号开始，将同步处理后的上行业务数据帧进行非相干解调处理，可选的，可以采用频域非相干解调处理，还可以采用时域非相干解调处理，将上述上行业务数据帧的多进制扩频符号转化为比特流，接下来主节点可以对该上行业务数据帧的比特流进行解复用处理，从而可以将该上行业务数据帧的比特流分解成单个帧结构的比特流，进而得到上行业务数据帧中的帧头比特流和物理层数据载荷比特流。

S503，对所述帧头比特流和所述物理层数据载荷比特流分别进行反前向纠错码处理，得到反前向纠错码处理后的帧头比特流和反前向纠错码处理后的物理层数据载荷比特流。

具体的，主节点在得到帧头比特流和物理层数据载荷比特流之后，可以对帧头比特流和物理层数据载荷分别进行反前向纠错码处理，可选的，反前向纠错码处理可以是先对帧头比特流和物理层数据载荷比特流分别进行解交织处理，接着分别进行前向纠错码解码处理，然后分别进行解扰处理，最后得到反前向纠错码处理后的帧头比特流和物理层数据载荷比特流。

本实施例提供的通信节点发射功率控制方法，首先接收上行业务数据帧，并对该上行业务数据帧进行同步处理，得到同步后的上行业务数据帧，接着，对同步后的上行业务数据帧进行非相干解调处理，得到上行业务数据帧中的帧头比特流和物理层数据载荷比特流，最后，对帧头比特流和物理层数据载荷比特流分别进行反前向纠错码处理，得到反前向纠错码处理后的帧头比特流和反前向纠错码处理后的物理层数据载荷比特流。在本实施例中，由于采用了非相干解调处理对帧头、物理层数据载荷进行处理，而非相干解调处理是与上述多进制循环移位扩频调制相对应的，因此，该方法可以也提高上行业务数据帧的接收信噪比，进而提高上行业务数据帧的接收灵敏度。

图10为另一个实施例提供的通信节点发射功率控制方法的流程示意图。本实施例涉及的是主节点对所述同步后的上行业务数据帧进行非相干解调处理的一种可能的实施方式。在上述实施例的基础上，如图10所示，该非相干解调处理的方式可以包括以下步骤：

S601，对所述同步后的上行业务数据帧进行傅里叶变换，得到上行业务数据帧的频域信号。

具体的，图11为非相干解调方式的结构示意图，在图11中，首先主节点对上述同步后的上行业务数据帧进行傅里叶变换，可选的，可以是离散傅里叶变换，也可以是连续傅里叶变换，在傅里叶变换之后，主节点就可以得到上行业务数据帧的频域信号。

S602，对本地存储的上行业务数据帧进行傅里叶变换，得到本地存储的上行业务数据帧的频域信号，并对所述本地存储的上行业务数据帧的频域信号进行共轭运算，得到本地存储的上行业务数据帧的频域信号的共轭信号。

具体的，本地存储的上行业务数据帧里面的多进制循环移位扩频码可以是伪随机序列组成的，还可以是CAZAC序列组成的，只要和主节点发送的下行业务数据帧里面的多进制循环移位扩频码所使用的序列一致即可，本实施例对此不做限定。以本地存储的上行业务数据帧是CAZAC序列组成的为例，如图11所示，主节点可以先对该CAZAC序列组成的多进制循环移位扩频码进行傅里叶变换，得到CAZAC序列组成的多进制循环移位扩频码的频域信号，接着进行共轭运算，得到该CAZAC序列组成的多进制循环移位扩频码的频域信号的共轭信号，即本地存储的上行业务数据帧的频域信号的共轭信号。

S603，将所述上行业务数据帧的频域信号和所述本地存储的上行业务数据帧的频域信号的共轭信号进行相乘，得到相乘后的频域信号。

具体的，主节点在得到上行业务数据帧的频域信号和本地存储的上行业务数据帧的频域信号的共轭信号之后，可以将两者进行相乘，从而得到两者相乘后的频域信号。

S604，对所述相乘后的频域信号进行反傅里叶变换求解，得到多个相关值以及多个相关值中的最大相关值。

具体的，主节点在得到相乘后的频域信号后，可以对该相乘后的频域信号进行反傅里叶变换求解，即将上述频域信号变换成时域信号，得到多个输出值，对该多个输出值分别进行求模，再求模的平方，就可以得到多个相关值，在该多个相关值中进行查找，就可以得到多个相关值中的最大相关值。

S605，根据所述最大相关值，得到与所述最大相关值对应的多进制循环移位扩频码。

具体的，主节点在得到上述多个相关值中的最大相关值之后，也可以得到该最大相关值所对应的序号，而最大相关值序号与多进制循环移位扩频码之间具有对应关系，根据该对应关系，就可以得到最大相关值对应的多进制循环移位扩频码。

S606，根据多进制循环移位扩频码和比特流之间的对应关系，得到所述最大相关值对应的多进制循环移位扩频码对应的比特流。

具体的，主节点在上述已经建立了多进制循环移位扩频码和复用后的比特流之间的对应关系，在这里，复用后的比特流也指该步骤中的比特流，根据该对应关系，进行反映射，就可以得到多进制循环移位扩频码所对应的复用后的比特流，即最大相关值对应的多进制循环移位扩频码对应的比特流，接着主节点可以对该复用后的比特流再次进行解复用，就可以得到帧起始标示比特流、帧头比特流、物理层数据载荷比特流。

可选的，图12为另一种非相干解调方式的结构示意图，如图12所示，该另一种非相干解调处理的方式可以包括：将本地存储的信号进行循环移位，得到多个本地存储的信号，将接收信号和多个本地存储的信号分别进行相乘，并进行求模、取模的平方，从而得到个相关值，再从多个相关值中进行查找，得到最大相关值，也可以得到该最大相关值所对应的序号，而最大相关值序号与多进制循环移位扩频码之间具有对应关系，根据该对应关系，就可以得到最大相关值对应的多进制循环移位扩频码。再根据多进制循环移位扩频码和比特流之间的对应关系，进行反映射，就可以得到多进制循环移位扩频码所对应的复用后的比特流。

本实施例提供的通信节点发射功率控制方法，首先对同步后的上行业务数据帧进行傅里叶变换，得到上行业务数据帧的频域信号，同时对本地存储的上行业务数据帧进行傅里叶变换，并进行共轭运算，得到本地存储的上行业务数据帧的频域信号的共轭信号，接着，将上行业务数据帧的频域信号和本地存储的上行业务数据帧的频域信号的共轭信号进行相乘，得到相乘后的频域信号，接着进行反傅里叶变换求解，得到多个相关值以及多个相关值中的最大相关值，并根据最大相关值，得到与最大相关值对应的多进制循环移位扩频码，最后根据多进制循环移位扩频码和比特流之间的对应关系，得到最大相关值对应的多进制循环移位扩频码对应的比特流。在本实施例中，由于采用傅里叶变换的非相干解调处理方式对上行业务数据帧进行解调，其计算复杂度小，因此，利用该方法可以减少主节点或者从节点接收机的实现成本。

为了便于本领域技术人员的理解，以下对本申请提供的通信节点发射功率控制方法进行详细介绍，如图13所示，该方法可以包括：

S701，判断功率设置指示是否为真，若是，则执行S702，若否，则执行S706。

S702，将功率控制标示设置为真，主节点向各个从节点发送下行测试帧。

S703，主节点接收各个从节点以各自的目标发射功率发送的上行测试帧。

S704，计算得到各个从节点对应的当前链路质量值。

S705，判断当前链路质量值是否与预设链路质量值范围匹配，若是，则执行S706，若否，则执行S702。

S706，将功率控制标示设置为假，主节点向各个从节点发送下行业务数据帧。

应该理解的是，虽然图2、4、5、8、10、13的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2、4、5、8、10、13中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，提供了一种无线通信系统，可以参见图1所示，所述主节点和所述从节点在通信过程中可以实现上述任一实施例所述的无线通信系统的节点处理方法，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

本申请实施例提供的通信节点发射功率控制方法，可以适用于图14所示的计算机设备。如图14所示，该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的计算机通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种通信节点发射功率控制方法。可选的，该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

需要说明的是，图14中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

主节点向各个从节点发送下行测试帧；所述下行测试帧携带有所述从节点的目标发射功率；

接收各个从节点以各自的目标发射功率发送的上行测试帧；所述上行测试帧包括所述从节点对应的当前链路质量测试信号；

根据各个从节点对应的当前链路质量测试信号和预设的参考链路质量测试信号，计算得到各个从节点对应的当前链路质量值；

当检测到一个从节点的当前链路质量值超出预设链路质量值范围时，则重新确定所述一个从节点的目标发射功率；

当检测到各个从节点的当前链路质量值均与所述预设链路质量值范围匹配时，则结束。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

主节点向各个从节点发送下行测试帧；所述下行测试帧携带有所述从节点的目标发射功率；

接收各个从节点以各自的目标发射功率发送的上行测试帧；所述上行测试帧包括所述从节点对应的当前链路质量测试信号；

根据各个从节点对应的当前链路质量测试信号和预设的参考链路质量测试信号，计算得到各个从节点对应的当前链路质量值；

当检测到一个从节点的当前链路质量值超出预设链路质量值范围时，则重新确定所述一个从节点的目标发射功率；

当检测到各个从节点的当前链路质量值均与所述预设链路质量值范围匹配时，则结束。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和\/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

设计图

通信节点发射功率控制方法、无线通信系统及设备论文和设计

通信节点发射功率控制方法、无线通信系统及设备论文和设计-陈忠

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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