無(wú)線模塊超遠(yuǎn)距離傳輸中實(shí)現(xiàn)中繼的方法有哪些

導(dǎo)言：近年來(lái)，隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們開(kāi)始進(jìn)入數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化的智能社會(huì)，各種各樣的智能設(shè)備改變著我們的生活，而無(wú)線傳輸在這些智能化發(fā)展中占有不可或缺的地位。在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)終端間的數(shù)據(jù)傳輸媒體主要是無(wú)線電波，但由于無(wú)線電波存在衰減，并且頻率越高，無(wú)線電波隨距離衰減越快，因此高工作頻率將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中基站的覆蓋范圍十分有限，針對(duì)這一點(diǎn)，在現(xiàn)有的無(wú)線電波的傳輸基礎(chǔ)上，采用中繼的方法，可以讓覆蓋范圍變得更加廣泛，提高了無(wú)線傳輸?shù)膽?yīng)用領(lǐng)域。

一、無(wú)線中繼簡(jiǎn)介

所謂的無(wú)線中繼，就是能夠?qū)o(wú)線發(fā)送方發(fā)來(lái)的無(wú)線信息轉(zhuǎn)發(fā)出去，讓無(wú)線目標(biāo)終端能夠接收到發(fā)送端的信息。

在一條鏈路中，無(wú)線中繼可以有多個(gè)，并不是只允許一個(gè)無(wú)線中繼的存在。無(wú)線中繼越多，傳輸?shù)臅r(shí)間越長(zhǎng)，但傳輸?shù)木嚯x越遠(yuǎn)。在一條無(wú)線中繼鏈路中，無(wú)線終端是可以實(shí)現(xiàn)雙向收發(fā)的，只要無(wú)線模塊既能收，又能發(fā)。傳統(tǒng)的無(wú)線模塊，很多都是要么只能收，要么只能發(fā)；還有的雖然收發(fā)功能都具有，但是收發(fā)轉(zhuǎn)換需要用戶操作，使用起來(lái)很不方便。筆者使用過(guò)億佰特的無(wú)線模塊，均為收發(fā)一體，使用起來(lái)很方便，模塊不發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候，就是接收狀態(tài)，可以接收同頻段的無(wú)線信號(hào)；在模塊收到用戶設(shè)備通過(guò)串口發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)時(shí)，就自動(dòng)切換到發(fā)射模式，將收到的數(shù)據(jù)發(fā)送出去，完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換收發(fā)。使用這類(lèi)無(wú)線收發(fā)模塊，就能夠組成一個(gè)雙向傳輸?shù)臒o(wú)線中繼鏈路， 實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的傳輸。

二、無(wú)線中繼的實(shí)現(xiàn)

無(wú)線中繼的實(shí)現(xiàn)是很簡(jiǎn)單的，成本也相對(duì)較低，下面繼續(xù)以億佰特?zé)o線模塊為例進(jìn)行闡述。

億佰特的無(wú)線收發(fā)模塊是轉(zhuǎn)串口的，通過(guò)串口就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)，用戶無(wú)線編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)程序，往模塊串口發(fā)送數(shù)據(jù)，模塊就能啟動(dòng)發(fā)射，接收端收到數(shù)據(jù)后，通過(guò)串口把數(shù)據(jù)打印出來(lái)，對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，使用起來(lái)是很方便的，用于實(shí)現(xiàn)中繼，也是很簡(jiǎn)單方便的。

如下圖，如果無(wú)線終端 A 需要發(fā)送數(shù)據(jù)給無(wú)線終端 B,由于傳輸距離太遠(yuǎn)，A 直接發(fā)送給 B，B 無(wú)法收到， 這種情況下就可以依靠中繼實(shí)現(xiàn) A 傳輸給 B。實(shí)現(xiàn)中繼主要有兩種，一種是中繼采用呆 MCU 的方法，另一 種是中繼不帶 MCU 的方法。兩種方法各有各的優(yōu)缺點(diǎn)。

1.中繼帶 MCU 的無(wú)線中繼方法

中繼帶 MCU 的可以使用透?jìng)骰蛘叨c(diǎn)傳輸。 透?jìng)骶褪峭ㄟ^(guò)串口給電臺(tái)發(fā)送什么數(shù)據(jù)，接收端收到后就輸出對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。如 A 終端要講數(shù)據(jù)傳輸?shù)?B 終端，中間在有多路中繼 N1N2N3N4N5...Nn 的情況下，由于中繼帶 MCU，第一個(gè)中繼收到 A 終端發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)后，就需要改變自己地址和 N2 一致，將數(shù)據(jù)傳遞給 N2，N2 收到數(shù)據(jù)后，改變地址傳遞給 N3，直 到 Nn 改變自己的地址傳給 B 終端，才算單向傳輸鏈路完成。

2.中繼不帶 MCU 的無(wú)線中繼方法

不帶 MCU 的中繼方法只能采用定點(diǎn)模式，不能使用透?jìng)髂Ｊ?。由于中繼沒(méi)有 MCU，是將中繼的 RX TX

短接實(shí)現(xiàn)中繼，因此只能使用定點(diǎn)。定點(diǎn)模式實(shí)現(xiàn)中繼傳輸相對(duì)而言受包長(zhǎng)限制，但是節(jié)約了地址等設(shè)置的時(shí)間，理論上傳輸相同的中繼個(gè)數(shù)，時(shí)間短很多，但是受分包影響，每次傳輸字節(jié)不能超過(guò)包長(zhǎng)。每次傳輸?shù)臅r(shí)候，需要發(fā)送端加上下一目標(biāo)端的地址和信道，下一個(gè)目標(biāo)端才能收到。并且，中繼個(gè)數(shù)越多，單包攜帶的有用數(shù)據(jù)越少，這種傳輸方法速度快，成本低，但是傳輸數(shù)據(jù)量少，發(fā)送端所帶的協(xié)議字節(jié)隨中繼個(gè)數(shù)增多而增多。

結(jié)語(yǔ)：

總的來(lái)說(shuō)，不同的中繼方法，優(yōu)缺點(diǎn)都不同。中繼帶 MCU 的適合多級(jí)中繼，但是成本相對(duì)高些，傳輸距離也要遠(yuǎn)些；不帶 MCU 的中繼方法成本要低些，但中繼數(shù)量受限，傳輸距離相對(duì)也受限。用戶在選擇上可以根據(jù)實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行選擇。

fqj