新型WiFi-VHF無線移動網橋(WVB)的制作方法
【專利摘要】本發明提出了一種無線通信領域中如何建立WiFi與移動電話VHF的無線網橋，WVB(Wireless?VHF?Bridge)。這種新型的無線網橋技術和產品，可大大擴充無線電話和手機的應用范圍，增強手機服務功能，特別是在突發性的災難應急環境中，手機信號和網絡中斷，仍可使用WVB網橋和VHF(大哥大手持機)實現無線通信，保持手機的微信功能，使救災和應急反應處理正常進行。除了用于突發事件的應急通信以外，WVB還可建立手機WiFi和VHF無線網絡間的移動式無線鏈接，即使在沒有手機信號覆蓋的環境下，用戶也直接使用WVB連接手機尋求幫助。
【專利說明】新型WiF1-VHF無線移動網橋(WVB)
【技術領域】
[0001]本發明專利屬于包括技術發明以及將衍生出的多種應用。本專科的核心是提出一種在無線通信領域中，建立WiFi與移動電話系統VHF的無線橋梁，簡稱為WVB無線網橋。采用這種新型的無線網橋技術和產品，可大大擴充無線電話和手機的應用范圍，增強手機服務功能，特別是在突發性的災難應急環境中，當手機信號和網絡中斷時，利用本專利提出的VHF (大哥大手持機)的無線傳輸網絡，可繼續保持手機的微信通信功能，保證救災和應急反應和處理的正常進行。
【背景技術】
[0002]在當前和未來的無線通信系統中，無線手機和WiFi網絡是建立無線通信和多媒體信息服務的主要載體，大部分手機都可上WiFi網絡，大部分用戶都可以熟練使用準實時的微信通信界面。然而在偏遠地區，完全沒有手機信號覆蓋的地區，如在車船旅行的環境下，特別是發生地質災難突發的緊急情況時，手機的通信就會完全中斷。此時人們更多地依賴VHF無線網絡和大哥大手持機保持聯系。VHF大哥大手持機無線應用的情況是多個用戶共享一個無線頻道，主要是半雙工的語音通話，通信距離可以覆蓋50公里，但必須是只有一個講話人可以說話，不可大家同時說話，要求每個人遵守同一個規則，逐個獲得發言權，講完話后傳遞給下一個發言人。顯然，這樣的通信效率很低。本專利提出的WiF1-VHF無線網橋WVB新技術和產品，就是讓用戶在偏遠地區或者災難應急的時候，可以繼續使用手機的微信通信界面，通過WVB無線網絡保持高效率的通信狀態，利用隨身攜帶的手機，就完成高效率的、具有話音和字符的信息傳輸。
【發明內容】
[0003]本專利所提出的新方法，核心是通過一種新型無線網橋產品，稱之為WVB，建立手機WiFi和VHF無線網絡間的無線鏈接，使用戶在沒有手機信號覆蓋或者災難應急的環境下，直接使用WVB無線網橋來連接手機，在VHF網絡中可以使用不同于傳統的大哥大的通信方式，靈活、方便和快捷的將信息通過手機接收和傳輸出去。
[0004]無線網橋WVB是一個獨立工作的小模塊，它與手機之間采用WiFi無線信號的鏈接方式，收發手機信息，還包含WiFi信息處理單元。在傳輸方面，它采用VHF數字調制解調器，在低功耗的環境下保持50公里以內的無線傳輸距離，同時完成發射仲裁規范，解決半雙工低效率的問題，這樣多個WiFi小區通過各自的無線網橋和VHF網絡，可實現與手機微信界面的雙向信息傳輸。
[0005]無線網橋WVB在完成VHF數字通信的同時還支持在UART接口上與北斗通信終端連接，實現手機之間的字符通信，人們可以方便的在微信窗口上進行字符交談，這樣進一步提高了傳輸距離，增強了災難應急環境下的通信能力。
[0006]由于無線網橋是一個小型靈巧的設備，具有低功耗的特點，使得小型太陽能供電板就可以提供遠距離傳輸需要的能量，因此可以和VHF天線一起固定放置在沒有手機信號覆蓋的地區，也可以置于各類汽車、火車和移動的交通設備中，或者隨身攜帶。
[0007]另外，無線網橋上的WiFi接口也支持RFID功能，此時各個端點就不一定是手機了，可以是WiFi接口的RFID，這樣可以實現物流，人員和牲畜的安全監控，定位與跟蹤，完成物流管理和物聯網相關的業務服務。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]多功能無線移動網橋WVB在專利附圖中示出。圖中表示的這種小型系統模型，可以同時服務于幾個手機用戶，也可以使用VHF數據網和北斗通信終端數據接口。
[0009]無線網橋模塊由以下4部分組成:
[0010]1.SOC模塊:包括本地嵌入式服務器、WiFi數據收發，VHF數據收發，數據包交換和處理，VHF半雙工發送仲裁。
[0011]2.WiFi模塊包括:負責完成WiFi信息的接入和輸出
[0012]3.USB/SD/MEMC存儲模塊:標準存儲接口
[0013]4.RF模塊和北斗通信終端接口:通過VHF的上變頻處理、頻率綜合和預失真功率放大器等信息處理，完成可編程頻率點的無線數據發射。
【具體實施方式】
[0014]多功能無線移動網橋WVB的4個模塊，它們的【具體實施方式】如下:
[0015]1.SOC模塊實施方式:設置本地嵌入式服務器，完成包括WiFi數據收發，VHF數據收發，數據包交換和處理，VHF半雙工發送仲裁。具體實施如下
[0016].設立本地嵌入式服務器:
[0017].構架一個本地服務器的硬件平臺，完成WiFi和手機交換本地存儲器內的數據，處理的這些數據可以是文字、話音等。
[0018].構架嵌入式服務器，通過SPI接口和RF模塊交換本地存儲器內的數據，使RF模塊通過無線射頻口或北斗衛星數據接口進一步完成接收和發射的信息傳輸。
[0019].架構嵌入式服務器，以處理本地存儲器內從WiFi和RF模塊兩個不同方向收到的數據，完成數據適配和交換，同時完成數據過濾，加密，VHF發射仲裁。
[0020].要在手機上下載安裝好專用軟件，通過WiFi和本地嵌入式服務器聯接，使手記數據通過W1-Fi進入嵌入式服務器。
[0021]2.WiFi模塊實施方式:完成對WiFi信息的接入和輸出
[0022].架構多輸入/多輸出(MIMO)射頻前端子系統，完成對無線網橋的信息發射和接收。此系統采用小功率和高效率的射頻電路結構，完成高效率信號發射和高靈敏接收，包括使用高效率功率放大器設計，將無線網橋的信號發射距離和信號覆蓋范圍擴大。
[0023]?架構多輸入、多輸出(MIMO)的射頻前端模塊,并與嵌入式服務器實現雙向傳輸。
[0024]3.USB/SD/MEMC存儲模塊實施方式:
[0025].此模塊可以使用目前市場上現有的嵌入式服務器SOC芯片，通過可編程的控制來實現對上述標準存儲接口支持，完成信號處理。
[0026]4.RF模塊和北斗通信終端接口實施方式:
[0027].架構VHF上變頻電路，包括頻率綜合器和預失真功率放大器，完成可編程頻率點的無線數據發射。
[0028].設計VHF低噪聲接收器，并完成高靈敏的信號接收，增加VHF覆蓋范圍。
[0029].架構數字中頻調制解調器，該器件同時兼容傳統的大哥大模擬話音FM調制解調器。
[0030].設立與嵌入式服務器之間的SPI數據接口，同時要能夠與北斗通信終端的UART接口通信。
[0031 ] 本專利體現的2大突出特點:
[0032]I)將先進的無線互聯網技術、高效率射頻收發技術、嵌入式服務器SOC處理技術，高密度存儲產品等，與手機應用相結合，推出多功能無線網橋設計和產品。
[0033]2)將WiF1-VHF網橋的概念引入手機和傳統的大哥大手持機的領域，使人們的通話和信息傳輸在無覆蓋的偏遠地區或者災難應急的情況下更加高效率，多樣化，進一步的發展就可以取代目前廣泛使用的大哥大對講系統。
[0034]本專利衍生出產品的突出優點是解決了優點電話系統大哥大的通信效率問題。在目前基于大哥大手持移動電話系統中，大哥大可以組織VHF話音網絡，但有一個最關鍵的問題就是，當10個到30個人鎖定在同一個頻段上討論事情的時候，需要有一個管理人仲裁，誰是下一個輪的說話人，講完話以后還要退出，繼續仲裁。因此，當30個人發言一圈，大約需要一個小時，效率極低，浪費時間，而且問題往往討論不徹底。
[0035]基于本專利提出的無線網橋WVB而構成的WiF1-VHF和數據包傳輸技術和產品，可以讓每個人使用現有手機，在本系統所設定的窗口上直接講話、打字，然后嵌入式服務器會按照軟件握手規范，自動發送數據進入每個人的手機，因而無需人工仲裁。在此系統中，每個人可以同時發言，在手機窗口可以顯示全部人員的發言，然后選擇收聽。每個人發言一圈只有幾分鐘，傳輸效率提高十倍以上，而且全部內容都記錄在每個人的手機內。在處理應急災難的管理中，高效率的WiF1-VHF網絡優點倍顯突出。盡管如此，傳統的大哥大功能全部被保留，由用戶選擇使用。
【權利要求】
1.以WiFi無線通信轉換為VHF數字無線通信的設計、流程，數據轉換處理，半雙工數據傳輸仲裁、嵌入式服務器的接口控制方法。
2.以WiFi無線接口轉換為衛星通信終端數據UART接口的流程，并包含針對衛星數據站、北斗衛星數據接口的轉換數據處理和控制。
3.基于1.和2.的WVB數據流控制，將完成從WiFi到VHF的轉換，以及從WiFi到衛星數據接口的轉換。
4.基于3.的嵌入式服務器(WVBSOC)，將控制VHF的數據傳輸，以克服數據傳輸的半雙工問題。
5.基于如下無線系統中使用1.~4.的方法和技術路線: (1)基于藍牙(Bluetooth)、各類手機、移動電話、移動終端、便攜式手提計算機、WiFi相關技術和產品，可接入無線和衛星網絡的技術和產品。 (2)與VHF(大哥大行的電話)相關各類固定式通信終端的無線網絡和產品。 (3)與各類衛星通信系統、如北斗衛星定位以及其它衛星GPS定位的無線連接技術和相關廣品。 (4)多媒體傳輸相關技術和產品，包括如無線互聯網、物聯網等。
6.基于1.~4.的方法和技術路線所開發出的產品、附屬器件、裝置和設備: (1)配有WVB技術的麥克風、有線和無線耳機音響產品。 (2)配有WVB技術的外接大顯示屏幕、鍵盤。 (3)配有WVB技術的各類GPS導航和衛星定位系統。 (4)采用WVB技術的RFID識別與跟蹤模塊產品和安全監控的視頻、音頻器件產品。
【文檔編號】H04W88/08GK104023420SQ201410276324
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月20日 優先權日:2014年6月20日
【發明者】李強, 楊大力, 宋力民 申請人:李強, 楊大力, 宋力民