一种无线BMS系统频率同步方法与流程

本发明涉及bms，更具体的说，它涉及一种无线bms系统频率同步方法。

背景技术：

1、在无线bms系统中，密闭空间内分布着大量无线通信节点同时进行信号传输。为保证多节点通信节点间互不干扰，收发节点间的信号通常被调制到特定的载波频率上无线传输。由于收发载波晶振存在偏差，接收端接收到的信息存在频偏，会导致接收机解调性能恶化。

2、为消除频偏对接收机解调性能的影响，现有方案通常在节点部署频偏估计和频偏补偿模块。具体地，发送信息中包含一段特定的频偏估计序列，接收节点依据接收到的频偏估计序列估计频偏，利用频偏补偿模块对接收信号进行频偏补偿后再进行信号解调。然而，频偏估计和频偏补偿有较大的运算开销，对于无线bms系统中需要管理多个子节点（bp）的ap节点而言，需要针对大量bp子节点分别计算频偏并补偿，这对ap接收机的运算处理能力提出了相当高的要求，同时也对无线bms系统网络运行稳定性带来一定的风险。

技术实现思路

1、本发明克服了现有技术的不足，提供了设计简单合理，能有效解决ap节点解调性能恶化的一种无线bms系统频率同步方法。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种无线bms系统频率同步方法，包括一个ap节点和多个受ap节点管理的bp子节点；具体ap节点与bp子节点的频率同步步骤如下：

4、101）信息发送步骤：ap节点周期性的向所有bp子节点发送包括绑定帧的信息；

5、102）子节点信息存储绑定步骤：bp子节点通过绑定帧的信息确认与ap节点之间的归属关系，进行相应绑定操作，并存储相应信息；

6、103）信息回传步骤：bp子节点根据实际需求，在特定频点、特点时间向ap节点发送相应信息，发送的相应信息会先进行预先频偏估计和频偏补偿。

7、在进一步的实施例中，ap节点向所有bp子节点发送的信息包括pn帧、tod帧和绑定帧；tod帧和绑定帧属于数据帧；pn帧包括长pn序列和频偏训练字，用于计算ap节点和bp子节点间的频偏，并进行存储。tod帧包括短pn序列和相位估计，分别用于对数据进行定位和相位校准。

8、在进一步的实施例中，bp子节点内置混频模块，并设定在特定频点上，若bp子节点所设的频点与ap节点发送的信息频点不同，则bp子节点通过混频模块的混频器接收到的信号会带有非常大频偏，而无法接收无线信号；若bp子节点所设的频点与ap节点发送的信息频点匹配，bp子节点就能检测到对应的ap节点发出的pn帧，并进行进一步的频偏估计。

9、本发明的另一方案，bp子节点按顺序先接收pn帧，根据长pn序列进行到达检测和频偏粗估，结合fre_est频偏训练字进行频偏精确估计；再接收数据帧的tod帧，根据tod帧中的短pn序列和ph相位估计，分别对数据进行定位和相位校准；最后接收绑定帧，判断此次接收到的是否是针对该bp子节点的。即采用独立的pn帧，将对所有无线报文的频偏同步开销需求大部分集中到pn帧中。后续的tod帧沿用pn帧的频偏估计数据，不再进行频偏估计操作，在整个周期中，数据帧的数量远大于pn帧，通过pn帧将频率同步开销集中起来，有效节省了后续数据帧的同步开销，大大提升了无线bms网络系统的数据吞吐能力和bp子节点容量。

10、本发明的另一方案，还包括步骤104）重复步骤，每间隔一段时间重复上述步骤101）至步骤102）进行重新绑定，和频率同步校正。

11、本发明的另一方案，bp子节点完成绑定后的第一次信息反馈包括绑定反馈帧，ap节点根据绑定反馈帧确认与bp子节点完成绑定。ap节点与bp子节点建立双向通信后，对通信的信息ap节点无需进行频偏估计运算。

12、本发明的另一方案提供了一种计算机程序，该计算机程序包括被布置为当被执行时实现根据任何一个上述方面的方法和/或器件的指令。另一方面提供了存储这种程序的机器可读存储器。

13、本发明的优点在于：

14、本方案设计简单合理，通过将ap节点与多个bp子节点间的频偏估计和频偏补偿任务分配到多个bp子节点上进行。本方案还采用独立的pn帧，将对所有无线报文的频偏同步开销需求大部分集中到pn帧中。从而使得本方案能避免ap节点与bp子节点重复计算、补偿二者载波频率偏差的问题，有效降低了对ap节点的运算能力要求，同时将运算量平摊到所有bp子节点上，也不会显著增大bp子节点的运算压力；另一方面，在发送周期中，数据帧的数量远大于pn帧，通过pn帧将频率同步开销集中起来，有效节省了后续数据帧的同步开销，大大提升了无线bms网络系统的数据吞吐能力和bp子节点容量。

技术特征：

1.一种无线bms系统频率同步方法，其特征在于：包括一个ap节点和多个受ap节点管理的bp子节点；具体ap节点与bp子节点的频率同步步骤如下：

2. 根据权利要求1所述的一种无线bms系统频率同步方法，其特征在于： tod帧和绑定帧属于数据帧；pn帧包括长pn序列和频偏训练字，用于计算ap节点和bp子节点间的频偏。

3.根据权利要求2所述的一种无线bms系统频率同步方法，其特征在于：数据帧包括短pn序列和ph相位估计，分别用于对数据进行定位和相位校准。

4.根据权利要求2所述的一种无线bms系统频率同步方法，其特征在于：tod帧的数据内容为网络控制信息，绑定帧的数据内容为bp子节点的id信息。

5.根据权利要求2所述的一种无线bms系统频率同步方法，其特征在于：pn帧包括tg时隙保护、fc换频时间、agc、长pn序列和fre_est频偏训练字；agc用于bp子节点对无线接收信号进行幅度调整，长pn序列被bp子节点用于到达检测和频偏粗估，fre_est频偏训练字被bp子节点用于频偏精确估计。

6.根据权利要求5所述的一种无线bms系统频率同步方法，其特征在于：bp子节点按顺序先接收pn帧，根据长pn序列进行到达检测和频偏粗估，结合fre_est频偏训练字进行频偏精确估计；再接收tod帧，根据tod帧中的短pn序列和ph相位估计，分别对数据进行定位和相位校准；最后接收绑定帧，判断此次接收到的信息是否是针对该bp子节点的。

7.根据权利要求1或6所述的一种无线bms系统频率同步方法，其特征在于：bp子节点内置混频器，并设定在特定频点上，若bp子节点所设的频点与ap节点发送的信息频点不同，则bp子节点通过混频器接收到的信号会带有非常大频偏，而无法接收解调；若bp子节点所设的频点与ap节点发送的信息频点匹配，bp子节点就能检测到对应的ap节点发出的pn帧，并进行进一步的频偏估计。

8.根据权利要求1所述的一种无线bms系统频率同步方法，其特征在于：还包括步骤104）重复步骤，每间隔一段时间重复上述步骤101）至步骤102）进行重新绑定，和频率同步校正。

9.根据权利要求1所述的一种无线bms系统频率同步方法，其特征在于：bp子节点完成绑定后的第一次信息反馈包括绑定反馈帧，ap节点根据绑定反馈帧确认与bp子节点完成绑定。

10.根据权利要求9所述的一种无线bms系统频率同步方法，其特征在于：ap节点与bp子节点建立双向通信后，对通信的信息ap节点无需进行频偏估计和频偏补偿。

技术总结本发明公开了一种无线BMS系统频率同步方法，包括一个AP节点和多个受AP节点管理的BP子节点；具体AP节点与BP子节点的频率同步步骤如下：101）信息发送步骤、102）子节点信息处理及存储绑定步骤、103）信息回传步骤；本发明提供了设计简单合理，能有效解决AP节点解调性能恶化的一种无线BMS系统频率同步方法。技术研发人员：郭代焱,翁潇璐,宋征卫受保护的技术使用者：杭州万智微电子有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29