基站、终端、无线通信系统及ID查询与语音通信结合方法

摘要

本发明涉及一种无线通信系统中移动终端ID查询与语音通信结合的方法，具体步骤为：判断终端及基站的无线通信模块中是否均有工作于语音通信模式的模块；若有，则通过基站执行终端的语音通信过程；否则基站的无线通信模块工作于ID查询模式，执行基站和终端间的ID查询过程，该方法提供了定位准确，能与语音通信结合的无线通信方法。

权利要求

1.一种无线通信系统中移动终端ID查询与语音通信结合的方法，其特征在于，步骤为：判断移动终端及无线通信基站的无线通信模块中是否均有工作于语音通信模式的模块；

若有，则通过无线通信基站执行移动终端的语音通信过程；

若没有，则所述无线通信模块工作于ID查询模式，执行所述无线通信基站和移动终端间的ID查询过程；

所述ID查询过程包括如下具体步骤：

基站第一无线通信模块中的第一公共频点无线模块无间断的发送广播信息；

移动终端第二无线通信模块中的第二公共频点无线模块跳频寻找、接收所述第一公共频点无线模块发送的广播信息；

若在跳频接收两个周期后未接收到任何基站发送的广播信息，所述移动终端将进入休眠状态，等待下次被唤醒；

若在跳频接收两个周期内接收到某一基站发送的广播信息，所述第二公共频点无线模块会锁定、记录下该频点，一直进行指令接收；

根据所述频点和ID查询无线模块中频点的对应关系，移动终端跳转到该基站对应该移动终端的ID查询信道上来，移动终端的ID发送无线模块被唤醒，进入接收状态；

移动终端接收基站的ID查询无线模块发来的查询信息，并返回自己的应答信息；

基站向移动终端发送确认信息，所述移动终端进入休眠状态，等待下次被唤醒；

所述ID查询过程中的最后一步基站还会向移动终端发送动态分频指令；所述移动终端根据指令进行相应的频点设置；设置完成后向基站发送确认信息并进入休眠状态，等待下次被唤醒。

2.根据权利要求1所述的无线通信系统中移动终端ID查询与语音通信结合的方法，其特征在于：当用基站目前的频点分配方式进行ID查询出现了不平均的情况时，所述动态分频的过程主要包括：若在基站中，有无线通信模块作为第一语音通信无线模块的情况，则考虑通过调整每个ID查询无线模块所查询的频点数及频点来使ID查询中的各频点平均；

若在基站中，没有无线通信模块作为第一语音通信无线模块或者上述处理并不能使频点平均时，则通过对当前被问询的移动终端进行频点的调整，使ID查询中的各频点更加平均。

说明书

无线通信系统中移动终端ID查询与语音通信结合的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种移动定位和进行语音通信结合的方法，特别是一种无线通信系统中移动终端ID查询与语音通信结合的方法。

背景技术

[0002] 随着现代移动通信技术突飞猛进的发展，中国国内的手机普及率已经越来越高，基于无线移动技术的小型通信系统也正在蓬勃的发展。例如：餐厅的点餐系统，工作人员之间需要进行语音通信，若可以在餐厅这个小范围建立一个无线通信系统的话，将会大大方便工作人员的沟通，并提高服务效率；医院的救护系统，比如高危病人，精神病人等，若可以给他们也配备上手持无线通信工具，可以随时发送紧急呼救并准确定位，那么对于应付一些突发事件是事半功倍的。

[0003] 再比如目前矿井下的安全监控系统也是非常必须的。随着科技发展，煤矿安全监控设备不断更新换代，煤矿生产的安全系数不断提高，但恶性矿井事故仍然频繁发生，矿井工作人员生命安全受到严重威胁。事故发生后又容易受到巷道坍塌等影响，难以及时发现受困矿井工作人员；同时由于矿井工作人员在井下流动性大，具体的人员位置与数量难以及时确定。一旦发生事故，救助工作难以及时进行，从而延误救助工作，极大增加了矿井工作人员的危险系数。因此在井下安装无线通信系统也是非常必要的。

[0004] 目前，基于GSM和CDMA的语音通信及终端定位结合无线系统正在发展，但这种无线通信系统的定位精度比较低，需要建设复杂的基站，铺设及运营的成本非常高。

发明内容

[0005] 本发明提供一种无线通信系统中移动终端ID查询与语音通信结合的方法，使得移动终端的定位更加准确，并能简单的和语音通信进行结合。

[0006] 为了实现本发明的目的，本发明的一些实施例的一种无线通信系统中移动终端ID查询与语音通信结合的方法，步骤为：

[0007] 判断移动终端及无线通信基站的无线通信模块中是否均有工作于语音通信模式的模块；

[0008] 若有，则通过无线通信基站执行移动终端的语音通信过程；

[0009] 若没有，则所述无线通信模块工作于ID查询模式，执行所述无线通信基站和移动终端间的ID查询过程；

[0010] 所述ID查询过程包括如下具体步骤：

[0011] 基站第一无线通信模块中的第一公共频点无线模块无间断的发送广播信息；

[0012] 移动终端第二无线通信模块中的第二公共频点无线模块跳频寻找、接收所述第一公共频点无线模块发送的广播信息；

[0013] 若在跳频接收两个周期后未接收到任何基站发送的广播信息，所述移动终端将进入休眠状态，等待下次被唤醒；

[0014] 若在跳频接收两个周期内接收到某一基站发送的广播信息，所述第二公共频点无线模块会锁定、记录下该频点，一直进行指令接收；

[0015] 根据所述频点和ID查询无线模块中频点的对应关系，移动终端跳转到该基站对应该移动终端的ID查询信道上来，移动终端的ID发送无线模块被唤醒，进入接收状态；

[0016] 移动终端接收基站的ID查询无线模块发来的查询信息，并返回自己的应答信息；

[0017] 基站向移动终端发送确认信息，所述移动终端进入休眠状态，等待下次被唤醒；

[0018] 所述ID查询过程中的最后一步基站还会向移动终端发送动态分频指令；所述移动终端根据指令进行相应的频点设置；设置完成后向基站发送确认信息并进入休眠状态，等待下次被唤醒。

[0019] 由以上技术方案可知，本发明的一些实施例提供的无线通信基站，负责监测本基站附近所有的移动终端ID；负责通过第一无线通信模块与移动终端之间传递语音信息；负责通过网络和中央控制计算机之间传送语音信息和各种管理信息；本发明的另一些实施例的无线通信移动终端，是通过发送自己的ID号来实现系统的定位功能，并可进行语音通信；本发明的又一些实施例的无线通信系统，使得该系统定位精度高，铺设简单，运营成本低；本发明的再一些实施例的无线通信系统中移动终端ID查询与语音通信结合的方法，使得移动终端的定位更加准确，并能简单的和语音通信进行结合。

[0020] 下面通过具体实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

附图说明

[0021] 图1为本发明无线通信基站的实施例1结构图；

[0022] 图2为本发明无线通信基站的实施例2结构图；

[0023] 图3为本发明无线通信移动终端的实施例1结构图；

[0024] 图4为本发明无线通信移动终端的实施例2结构图；

[0025] 图5为本发明无线通信系统中移动终端ID查询与语音通信结合的方法实施例1流程图；

[0026] 图6为本发明无线通信系统中移动终端ID查询与语音通信结合的方法实施例2流程图。

具体实施方式

[0027] 对于现有移动终端定位及语音通信结合无线通信系统中存在的定位精度比较低的问题，本发明的一些实施例采用减小基站的无线通信模块发射功率的，从而减少每个基站的覆盖范围，约为30～50m，以提高定位的精度。

[0028] 对于现有移动终端定位及语音通信结合无线通信系统中存在的基站建设复杂，铺设及运营成本高的问题，本发明的一些实施例采用了使用低成本的普通无线射频模块(例如CHIPCON的CC2400)来实现无线通信功能的。由于普通无线射频模块的寄生辐射比较大，因此，频道间的间隔可以适度加宽以减少各个频点间的相互干扰。

[0029] 无线通信基站的实施例1

[0030] 该无线通信基站如图1所示，包括：用于与移动终端之间进行无线通信的第一无线通信模块1；用于进行信息数据处理的基站控制模块2；用于与中央控制计算机连接的网络接口3；其中第一无线通信模块1与基站控制模块2采用串行外设接口连接，基站控制模块2与中央控制计算机通过网络接口3连接；第一无线通信模块1进一步包括第一公共频点无线模块11，用于指令的接收和发送；ID查询无线模块12，用于接收移动终端ID；第一语音通信无线模块13，用于与移动终端进行语音通信。

[0031] 该基站的功能主要有如下3方面：负责监测本基站附近所有的移动终端ID；负责通过第一无线模块与移动终端之间传递语音信息；负责通过网络和中央控制计算机(以下简称：PC)之间传送语音信息和各种管理信息。

[0032] 无线通信基站的实施例2

[0033] 图2是该实施例基站的结构图，从图中可以看出，基站控制模块2部分采用了基于ARM7内核的SAM7X256芯片；第一无线通信模块1由5个无线通信模块组成；SAM7X256芯片与第一无线通信模块l间的所有的通信功能均采用串行外设接口(Serial Peripheral Interface，以下简称：SPI)来实现。因为SAM7X256芯片具有两个SPI接口，每个接口可以接4个SPI从设备，因此一片SAM7X256最多可以接8个无线通信模块(图1是以5个无线通信模块为例)。SAM7X256芯片的网络功能由其片内的以太网控制器来实现；其底层链接由网络接口DM9161+RJ45来实现。

[0034] 基站的5个无线通信模块分配如下：1个作为第一公共频点无线模块11，用来实现系统的指令控制；剩余4个在没有语音通信的需求时全部作为ID查询无线模块12；如果有语音通信的需求时，最多可以有2个ID查询无线模块12转变为第一语音通信无线模块13(若连接8个无线通信模块，则7个在没有语音通信的需求时全部作为第一ID查询无线模块；如果有语音通信的需求时，最多可以有3个ID查询模块转变为第一语音通信无线模块)，同时作为ID查询无线模块12和第一语音通信无线模块13的模块为ID查询/语音通信无线模块123。

[0035] SAM7X256芯片的主要作用由其内部的五个功能模块来完成，分别为：第一基站功能模块，用于调整ID查询无线通信模块所查询的频点及频点数；第二基站功能模块，用于同步各个第一无线通信模块的收发信息周期；第三基站功能模块，用于调度各个第一无线通信模块的工作模式，即调整各个第一无线通信模块为ID查询无线模块或是第一语音通信无线模块；第四基站功能模块，用于在第一无线通信模块作为第一语音通信无线模块时，对语音数据流进行压缩和解压；第五基站功能模块，用于实现和PC及其他无线通信基站间进行网络数据通信。

[0036] 无线通信移动终端的实施例1

[0037] 该无线通信移动终端如图3所示，包括：用于与基站之间进行无线通信的第二无线通信模块4；用于进行信息数据处理的终端控制模块5；其中第二无线通信模块4与终端控制模块5采用串行外设接口连接；第二无线通信模块4进一步包括：与所述终端控制模块5相连接的第二公共频点无线模块41，用于指令的接收和发送；与所述终端控制模块5相连接的ID发送无线模块42，用于将移动终端ID发送到基站；与所述终端控制模块相连接的第二语音通信无线模块43，用于与基站进行语音通信。

[0038] 终端在该无线通信系统中实现的功能主要有如下2个：一个是通过发送自己的ID号来实现系统的定位功能，另一个是进行语音通信。

[0039] 无线通信移动终端的实施例2

[0040] 无线通信移动终端的结构图如图4所示，第二无线通信模块4包括两个无线通信模块，一个工作在公共信道，作为第二公共频点无线模块41，用于指令的接收和发送，公共频点的搜寻等。另一个工作在ID查询信道或语音信道，在没有语音通信需求时用作第二ID查询无线模块42；如果有语音通信的需求时，变为第二语音通信无线模块43，只要语音通信没有终结，基站会自动生成正在语音通信的终端的ID信息；当ID发送无线模块和第二语音通信无线模块集成在一起时，为ID发送/语音通信无线模块423。

[0041] 如图4所示，该移动终端的第二无线通信模块4仅包括两个无线通信模块，第二公共频点无线模块41和ID发送/语音通信无线模块423，若无线通信模块过多，会使无线通信的功耗增大。

[0042] 该移动终端中的终端控制模块5的主要作用由其内部的五个功能模块来完成，分别为：第一终端功能模块，用于完成对移动终端频点的设置过程；第二终端功能模块，用于同步各个第二无线通信模块的收发信息周期；第三终端功能模块，用于调度各个第二无线通信模块的工作模式，即调整ID发送/语音通信无线模块为ID发送无线模块，还是第二语音通信无线模块；第四终端功能模块，用于在ID发送/语音通信无线模块作为第二语音通信无线模块时，对语音数据流进行压缩和解压；第五终端功能模块，用于接收并解析移动终端的按键输入信息。

[0043] 无线通信系统的实施例

[0044] 该无线通信系统中包括基站和移动终端。基站又包括：用于与移动终端之间进行无线通信的第一无线通信模块1；用于进行信息数据处理的基站控制模块2；用于与中央控制计算机连接的网络接口3；其中第一无线通信模块1与基站控制模块2采用串行外设接口连接，基站控制模块2与中央控制计算机通过网络接口3连接；第一无线通信模块1进一步包括第一公共频点无线模块11，用于指令的接收和发送；ID查询无线模块12，用于接收移动终端ID；第一语音通信无线模块13，用于与移动终端进行语音通信。

[0045] 终端包括：用于与基站之间进行无线通信的第二无线通信模块4；用于进行信息数据处理的终端控制模块5；其中第二无线通信模块4与终端控制模块5采用串行外设接口连接；第二无线通信模块4进一步包括：与所述终端控制模块5相连接的第二公共频点无线模块41，用于指令的接收和发送；与所述终端控制模块5相连接的ID发送无线模块42，用于将移动终端ID发送到基站；与所述终端控制模块相连接的第二语音通信无线模块
43，用于与基站进行语音通信。

[0046] 系统结构示意图即由上述实施例基站和移动终端结合到一起所示，通信在基站和移动终端各自的无线通信模块间进行。

[0047] 该系统对终端的功耗要求比较严格，因而，终端的发射要有自动增益控制(AGC)功能，即在离基站较近处，能够自动减弱发射功率。

[0048] 无线通信系统中移动终端ID查询与语音通信结合的方法实施例1[0049] 本发明的一些实施例除了在系统上体现了本发明定位精度高，系统建设简单的特点，在方法上也采用了将ID查询与语音通信结合到同一个模块上的无线通信方式，其将无线通信系统中移动终端ID查询与语音通信结合的方法的主要步骤如图5所示，为：

[0050] 步骤101、判断移动终端及无线通信基站的无线通信模块中是否均有工作于语音通信模式的模块，若有，执行步骤102；若没有，执行步骤103；

[0051] 步骤102、通过无线通信基站执行移动终端的语音通信过程；

[0052] 步骤103、移动终端的无线通信模块工作于ID查询模式，执行无线通信基站和移动终端间的ID查询过程。

[0053] 该系统中只要有语音通信需求，移动终端的ID发送/语音通信无线模块就变为第二语音通信模块，基站的对应频点的ID查询无线模块也变为第一语音通信模块，只要语音通信没有终结，基站会自动生成正在语音通信的终端ID信息。

[0054] 下面的实施例将详细介绍ID查询过程。

[0055] 无线通信系统中移动终端ID查询与语音通信结合的方法实施例2[0056] 由上述实施例所述，其中ID查询过程为：为了移动终端寻找网络的方便，基站的第一公共频点模块会不停地发送广播信息，移动终端每休眠1秒钟后被唤醒；移动终端中的ID发送无线模块被设为休眠模式，而第二公共频点无线模块开始跳频寻找、接收其附近的基站的公共频点(由于相邻三个基站间的频率会相互干扰，所以本发明的实施例中的公共频点的频率变换范围是3个不同的公共频点)；每次跳频接收的持续时间为基站的一次无线信号的收发周期，如果跳频接收2个周期，即基站的6次无线信号的收发周期，移动终端都没有搜寻到合适的网络，则继续进入休眠状态；如果找到合适的公共频点，则移动终端的第二公共频点无线模块则会锁定该频点，一直进行指令接收，并记录下该频点；此时ID发送无线模块被唤醒，根据公共频点和ID查询无线模块中频点的对应关系，移动终端会跳转到该基站对应该移动终端的ID查询信道上来，并一直进入接收状态；如果移动终端的ID发送无线模块接收到基站对自己的查询信息后，等待基站发送的移动终端发送允许指令；然后切换到发送模式并等待一个窗口时间，返回自己的应答信息；然后，移动终端在公共信道等待基站发来的确认信息，则移动终端直接进入休眠状态，等待下次被唤醒后重复上述过程。其步骤如图6所示，可概括为：

[0057] 步骤201、基站第一无线通信模块中的第一公共频点无线模块无间断的发送广播信息；

[0058] 步骤202、移动终端第二无线通信模块中的第二公共频点无线模块跳频寻找、接收所述第一公共频点无线模块发送的广播信息；

[0059] 步骤203、跳频接收两个周期，是否接收到某基站发送的广播信息，若是，则执行步骤205；若不是，则执行步骤204；

[0060] 步骤204、所述移动终端将进入休眠状态，等待下次被唤醒，执行步骤209；

[0061] 步骤205、所述第二公共频点无线模块会锁定、记录下该频点，一直进行指令接收；

[0062] 步骤206、移动终端跳转到该基站对应于该移动终端的ID查询无线模块上来，移动终端的ID发送无线模块被唤醒，进入接收状态；

[0063] 步骤207、移动终端接收基站的ID查询无线模块发来的查询信息，并返回自己的应答信息；

[0064] 步骤208、基站向移动终端发送确认信息，所述移动终端进入休眠状态，等待下次被唤醒；

[0065] 步骤209、结束。

[0066] 其中需要注意的是，对于基站来说，如果某一ID查询无线模块变频为语音通信无线模块所需的频点，则原模块中的ID查询频点变到其他ID查询无线模块中，此时某一个ID查询无线模块需要查询的频点数超过1个，则它采用频繁跳频的方式来进行ID查询，也就是在某个频点查询完一个ID后，马上跳频到另一个频点进行一个ID查询，然后继续跳频。

[0067] 无线通信系统中移动终端ID查询与语音通信结合的方法实施例3[0068] 上述ID查询过程中的最后一步基站还会向移动终端发送动态分频指令；移动终端根据指令进行相应的频点设置；设置完成后向基站发送确认信息并进入休眠状态，等待下次被唤醒。所述的设置过程即为动态分频方法。

[0069] 上述简化了的ID查询过程，采用了静态分频，即移动终端根据ID号码的不同，分为7组，每组对应ID查询信道的1个频点，实际上从整个系统来看，考虑到相邻基站频点的相互干扰，相邻3个基站中每组ID号码实际分别对应3个不同频点。该静态分频虽然能够在一定程度上提高ID查询的速度，但是当遇到某些频点的ID号偏多，而另一些频点的ID号偏少的情形时，仍然会有ID查询速度的限制。为了优化ID查询的过程，需要对ID查询无线模块及移动终端的ID发送无线模块进行频点的动态分配。其基站在静态分配频点的基础上，引入动态分配频点的算法如下：

[0070] 基站通过ID查询无线模块查找某个ID时(严格意义上讲是在该基站尚未查找到该ID之前)，所采用的频点是分配给该移动终端的静态频点，但当基站接收到移动终端用静态频点返回的ID确认信息后，会启动如下算法：

[0071] 如果该基站用目前的频点分配方式对移动终端的ID进行查询时，出现了不平均的情况，即查询ID个数最多的频点比查询ID个数最少的频点需查询的ID号多3个以上时，在基站的控制模块中采取如下步骤：

[0072] 第一步，若在基站中，有无线通信模块作为第一语音通信无线模块的情况，则考虑通过调整每个ID查询无线模块所查询的频点数及频点来使ID查询中的各频点平均；

[0073] 第二步，若在基站中，没有无线通信模块作为第一语音通信无线模块或者上述处理并不能使频点平均时，则通过对当前被问询的移动终端进行频点的调整，使ID查询中的各频点更加平均。

[0074] 如果通过调整频点可以使每个频点查询的移动终端ID号码更加平均，则基站在通过公共频点向移动终端发送ID确认信息的同时，发送变换频点的指令，移动终端接收到该指令后，会将其动态调整频点标志设为有效，同时将新频点写入移动终端的相应变量中，然后通过公共频点返回频点调整完成信息，移动终端又进入休眠状态。

[0075] 移动终端下次被唤醒后，从所记录的公共频点开始查询基站的第一公共频点无线模块，如果查询到的公共频点和基站所记录的公共频点一致，且该移动终端的动态调整频点标志为有效，则其ID发送过程采用移动终端中记录的新频点，从而完成了动态频点设置功能，并且在以后的ID查询周期中，仍然支持继续动态分配频点的功能；如果查询到的公共频点和基站所记录的公共频点不一致，说明移动终端进入了新的基站，则将该移动终端的动态调整频点标志置为无效，其ID发送过程恢复采用静态分配的频点；如果查询不到公共频点，则说明该ID已经移出该无线通信系统，也会将该移动终端的动态调整频点标志置为无效，其ID发送过程恢复采用静态分配的频点。

[0076] 采用该动态分频方法，实现了基站的各ID查询模块在进行ID查询时，能够使各频点所查询的ID数基本一致，其中的一个特点就是移动终端的ID号码与员工编号之间无任何对应关系，是完全随机的。上述方法是移动终端ID查询的速度变得更加快。

[0077] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。