无线模块超远距离传输中实现中继的方法

一、无线中继发展背景

近年来，随着社会的发展和科学技术的进步，人们开始进入数字网络化的智能社会，各种各样的智能设备改变着我们的生活，而无线传输在这些智能化发展中占有不可或缺的地位。在无线网络中，实现终端间的数据传输媒体主要有无线电波，但由于无线电波存在衰减，并且频率越高，无线电波随距离衰减越快，因此高工作频率将导致网络中基站的覆盖范围十分有限，针对这一点，在现有的无线电波的传输基础上，采用中继的方法，可以让覆盖范围变得更加广泛，提高了无线传输的应用领域。

二、无线中继简介

所谓的无线中继，就是能够将无线发送方发来的无线信息转发出去，让无线目标终端能够接收到发送端的信息。

在一条链路中，无线中继可以有多个，并不是只允许一个无线中继的存在。无线中继越多，传输的时间越长，但传输的距离越远。在一条无线中继链路中，无线终端是可以实现双向收发的，只要无线模块既能收，又能发。传统的能多无线模块，很多都是要么只能收，要么只能发送的；还有的虽然收发功能都具有，但是收发转换需要用户转换，使用起来很不方便。笔者使用过成都亿佰特公司的无线模块，该公司模块都是收发一体的，使用起来很方便，模块不发送数据的时候，就是接收状态，就可以接收同频段的无线信号；在模块收到用户设备通过串口发送过来的数据的时候，我们就自动切换到发射模式，将收到的数据发送出去，完全实现自动切换收发。使用这类无线收发模块，就能够组成一个双向传输的无线中继链路，实现长距离的传输。

三、无线中继的实现

无线中继的实现也是很简单的，成本也相对比较低，下面以成都亿佰特无线模块为例进行阐述。

成都亿佰特的无线收发模块是转串口的，通过串口就可以实现数据收发，用户无线编写驱动程序，往模块串口发送数据，模块就能启动发射，接收端收到数据后，通过串口把数据打印出来，对用户来说，使用起来是很方便的，用于实现中继，也是很简单方面的。

如图，如果无线终端A需要发送数据给无线终端B,由于传输距离太远，A直接发送给B，B无法收到，这种情况下就可以依靠中继实现A传输给B。实现中继主要有两种，一种是中继采用呆MCU的方法，另一种是中继不带MCU的方法。两种方法各有各的优缺点。

1．中继带MCU的无线中继方法

中继带MCU的可以使用透传或者定点传输。

透传就是通过串口给电台发送什么数据，接收端收到后就输出对应的数据。如A终端要讲数据传输到B终端，中间在有多路中继N1N2N3N4N5...Nn的情况下，由于中继带MCU，第一个中继收到A终端发来的数据后，就需要改变自己地址和N2一致，将数据传递给N2，N2收到数据后，改变地址传递给N3，直到Nn改变自己的地址传给B终端，才算单向传输链路完成。

定点模式实现中继传输相对而言受包长限制，但是节约了地址等设置的时间，理论上传输相同的中继个数，时间短很多，但是受分包影响，每次传输字节不能超过包长。每次传输的时候，需要发送端加上下一目标端的地址和信道，下一个目标端才能收到。

2．中继不带MCU的无线中继方法

不带MCU的中继方法只能采用定点模式，不能使用透传模式。由于中继没有MCU，是将中继的RX TX短接实现中继，因此只能使用定点。并且，中继个数越多，单包携带的有用数据越少，这种传输方法速度快，成本低，但是传输数据量少，发送端所带的协议字节随中继个数增多而增多。

总的来说，不同的中继方法，优缺点都不同。中继带MCU的适合多级中继，但是成本相对高些，传输距离也要远些；不带MCU的中继方法成本要低些，但中继数量受限，传输距离相对也受限。用户在选择上可以更具实际情况来进行选择中继方案。