多射頻無線組網(wǎng)設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線網(wǎng)絡(luò)傳輸領(lǐng)域，具體涉及一種多射頻無線組網(wǎng)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]多入多出(MIMO)無線系統(tǒng)的特點是在發(fā)射端和接收端分別使用多個天線，發(fā)射端通過時空映射將要發(fā)送的數(shù)據(jù)信號映射到多根天線上發(fā)送出去，接收端將各根天線接收到的信號進行空時譯碼從而恢復(fù)出數(shù)據(jù)信號。
[0003]MMO系統(tǒng)可以同時發(fā)送和接收多個數(shù)據(jù)流，因此可以成倍地提高無線信道的容量，在不增加頻率帶寬和發(fā)送功率的情況下，頻譜利用率可以成倍地提高。
[0004]常見的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，包括無線路由器、無線網(wǎng)橋和無線中繼設(shè)備。無線路由器，多采用MIMO方案。設(shè)備一般配置多根全向天線，用于室內(nèi)和室外的無線覆蓋和數(shù)據(jù)無線傳輸。無線網(wǎng)橋，多使用高增益定向天線，用于建立點到點和點到多點的無線網(wǎng)絡(luò)。這些常見的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都不具備無線網(wǎng)絡(luò)之間的路由功能(事實上，無線路由器或無線網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)的是有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā))；另外，無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，數(shù)據(jù)發(fā)送端和接收端之間常常由于距離太遠，或者有遮擋物等原因，無法形成點到點的直接連接，需要通過一個或者多個無線中繼節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，通過接力的方式實現(xiàn)收發(fā)兩端之間的無線數(shù)據(jù)傳輸。無線中繼設(shè)備采用一根或者多根全向天線，實現(xiàn)全向360度的信號覆蓋和無線連接。全向天線的缺點是由于全向能量擴散，使得無線信號的衰減很快，造成網(wǎng)絡(luò)傳輸速率的降低，對于較遠距離的遠端點，網(wǎng)絡(luò)的連接和可靠性不能得到保證。綜上所述，目前市場上無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備無法實現(xiàn)在不同無線網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和路由，以及作為接力點使用的無線設(shè)備中繼能力不足，難以滿足大規(guī)模無線組網(wǎng)的應(yīng)用需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題作出改進，即本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種多射頻無線組網(wǎng)設(shè)備，這種多射頻無線組網(wǎng)設(shè)備集成了多個可獨立工作的射頻單元，每個射頻單元可配置工作頻率、調(diào)制模式、工作模式和發(fā)射功率等，并連接高增益的定向天線。多射頻技術(shù)并通過在頻譜和空間的分離，使得電磁波能夠在某獨立頻段上定向輻射，成倍地擴大了設(shè)備無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)吞吐量，無線網(wǎng)絡(luò)的連接可靠性也得到了提升。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案:
[0007]一種多射頻無線組網(wǎng)設(shè)備，包括:無線子系統(tǒng)、總線單元、無線擴展單元、中央處理單元、有線網(wǎng)絡(luò)接口 ；
[0008]所述無線子系統(tǒng)包括若干無線射頻單元；
[0009]所述總線單元將無線子系統(tǒng)到中央數(shù)據(jù)處理單元的物理數(shù)據(jù)通道復(fù)用；其驅(qū)動軟件能夠識別不同的無線射頻單元，保障每個射頻單元都能獨立正常工作，協(xié)調(diào)系統(tǒng)資源的分配，避免資源使用沖突；
[0010]所述無線擴展單元負責(zé)系統(tǒng)無線系統(tǒng)功能的擴展，將無線系統(tǒng)擴展為四路可獨立工作的無線射頻單元；
[0011]所述中央處理單元負責(zé)整個系統(tǒng)的資源管理、任務(wù)調(diào)度以及網(wǎng)絡(luò)管理；
[0012]所述有線網(wǎng)絡(luò)接口用于連接有線網(wǎng)絡(luò)。
[0013]所述總線單元包括HB1總線和FPGA。
[0014]所述FPGA控制一個SD1接口轉(zhuǎn)SD1接口，完成左側(cè)SD Host與右側(cè)SD Host之間的同時通信；
[0015]SD1接口支持SD1 Ibit模式、SD1 4bit模式和SPI傳輸模式，其中，SD104bit模式傳輸速率可以超過100Mbps，F(xiàn)PGA與各個SD Host的數(shù)據(jù)傳輸通過DATA[3:O]CCLKCCMD六條數(shù)據(jù)線連接；SD Host端按普通類SD設(shè)備開發(fā)驅(qū)動；
[0016]兩片外部大容量SDRAM用于數(shù)據(jù)的緩存數(shù)據(jù)的緩存，防止SD1接口繁忙時發(fā)生接口阻塞，數(shù)據(jù)丟失等情況。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明和傳統(tǒng)無線設(shè)備的主要區(qū)別在于設(shè)備上集成了多個可獨立工作的無線射頻單元，每個無線射頻單元可以單獨配置運行參數(shù)，包括工作頻率、調(diào)整模式、工作模式和發(fā)射功率等，數(shù)據(jù)可在不同網(wǎng)絡(luò)(包括無線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò))之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，完成無線網(wǎng)段之間的路由。傳統(tǒng)的無線路由器和無線網(wǎng)橋設(shè)備一般集成單個無線網(wǎng)絡(luò)和多個有線網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)在無線和有線網(wǎng)絡(luò)之間轉(zhuǎn)發(fā)，用于橋接無線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明如果通過系統(tǒng)集成的方式實現(xiàn)，可將多個傳統(tǒng)無線設(shè)備(比如無線路由器或無線網(wǎng)橋)和一臺有線路由器連接在一起。每臺無線設(shè)備的作用相當于本發(fā)明中的一個無線射頻單元，有線路由器實現(xiàn)在不同無線網(wǎng)絡(luò)之間的路由和數(shù)據(jù)交換。
【附圖說明】
[0018]附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0019]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理圖；
[0020]圖2是本發(fā)明FPGA邏輯框圖。
【具體實施方式】
[0021]如圖1、2所示，本發(fā)明公開一種多射頻無線組網(wǎng)設(shè)備，包括:無線子系統(tǒng)、總線單元、無線擴展單元、中央處理單元、有線網(wǎng)絡(luò)接口 ；
[0022]無線子系統(tǒng)包括若干無線射頻單元；
[0023]總線單元將無線子系統(tǒng)到中央數(shù)據(jù)處理單元的物理數(shù)據(jù)通道復(fù)用；其驅(qū)動軟件能夠識別不同的無線射頻單元，保障每個射頻單元都能獨立正常工作，協(xié)調(diào)系統(tǒng)資源的分配，避免資源使用沖突；
[0024]無線擴展單元負責(zé)系統(tǒng)無線系統(tǒng)功能的擴展，將無線系統(tǒng)擴展為四路可獨立工作的無線射頻單元；
[0025]中央處理單元負責(zé)整個系統(tǒng)的資源管理、任務(wù)調(diào)度以及網(wǎng)絡(luò)管理；
[0026]有線網(wǎng)絡(luò)接口用于連接有線網(wǎng)絡(luò)。
[0027]總線單元包括HB1總線和FPGA。
[0028]FPGA控制一個SD1接口轉(zhuǎn)SD1接口，完成左側(cè)SD Host與右側(cè)SD Host之間的同時通信；
[0029]SD1接口支持SD1 Ibit模式、SD1 4bit模式和SPI傳輸模式，其中，SD1 4bit模式傳輸速率可以超過100Mbps，F(xiàn)PGA與各個SD Host的數(shù)據(jù)傳輸通過DATA[3:O]CCLKCCMD六條數(shù)據(jù)線連接；SD Host端按普通類SD設(shè)備開發(fā)驅(qū)動；
[0030]兩片外部大容量SDRAM用于數(shù)據(jù)的緩存數(shù)據(jù)的緩存，防止SD1接口繁忙時發(fā)生接口阻塞，數(shù)據(jù)丟失等情況。
[0031]下面以四路無線子系統(tǒng)為例，對本發(fā)明做進一步的說明:
[0032]FPGA控制一個SD1接口轉(zhuǎn)四個SD1接口，完成左側(cè)SD Host O與右側(cè)SDHostl?SD Host4之間的同時通信。
[0033]SD1接口支持SD1 Ibit模式、SD1 4bit模式和SPI傳輸模式。其中SD104bit模式傳輸速率可以超過100Mbps。FPGA與各個SD Host的數(shù)據(jù)傳輸通過DATA[3:O] CCLKCCMD六條數(shù)據(jù)線連接。SD Host端按普通類SD設(shè)備開發(fā)驅(qū)動。
[0034]兩片外部大容量SDRAM用于數(shù)據(jù)的緩存數(shù)據(jù)的緩存，防止SD1接口繁忙時發(fā)生接口阻塞，數(shù)據(jù)丟失等情況。
[0035]FPGA內(nèi)部邏輯主要流程如下:
[0036]SD HostO 寫:
[0037]1、SD協(xié)議解析、數(shù)據(jù)校驗:
[0038]當收到SD HostO端發(fā)送的指令，F(xiàn)PGA首先對指令進行解析、識別。然后根據(jù)SD協(xié)議的時序進行響應(yīng)，同時讀取SD HostO發(fā)送的數(shù)據(jù)。讀取完成后根據(jù)CRC校驗規(guī)則進行數(shù)據(jù)校驗。
[0039]2、數(shù)據(jù)解析、分包:
[0040]收到數(shù)據(jù)后，F(xiàn)PGA根據(jù)兩端商定好的數(shù)據(jù)協(xié)議對數(shù)據(jù)進行解析，并識別出各個數(shù)據(jù)發(fā)送的方向(SD Hostl?SD Host4)，分成對應(yīng)的四個數(shù)據(jù)包。
[0041]3、SDRAM 控制:
[0042]控制SDRAM的讀寫，將解析完成的數(shù)據(jù)存入SDRAM中，等待SD Hostl?SD Host4讀取。
[0043]4、SD協(xié)議封裝:
[0044]當FPGA收到SD Hostl?SD Host4的讀取指令，首先從SDRAM中讀出對應(yīng)數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)按SD協(xié)議封裝。
[0045]5、數(shù)據(jù)解析、分包:
[0046]FPGA實時識別SD Hostl?SD Host4指令，收到讀指令時，發(fā)送封裝好的對應(yīng)數(shù)據(jù)。
[0047]SD HostO 讀:
[0048]1、SD協(xié)議解析、數(shù)據(jù)校驗:解析、校驗SD Hostl?SD Host4的指令、數(shù)據(jù)。
[0049]2、數(shù)據(jù)封裝、添加Host標識:將收到的數(shù)據(jù)根據(jù)兩端商定好的協(xié)議進行封裝，標識出數(shù)據(jù)來源。
[0050]3、SDRAM 控制:寫入 SDRAM，等待 SD HostO 讀取。
[0051]4、SD協(xié)議封裝，SD HostO指令解析，將數(shù)據(jù)發(fā)送給SD HostOo
[0052]另外，可以通過系統(tǒng)集成的方式實現(xiàn)，將多個傳統(tǒng)無線設(shè)備(比如無線路由器)通過一臺有線路由器連接在一起。每臺無線設(shè)備相當于多通道無線傳輸設(shè)備的一個無線子系統(tǒng)，有線路由器實現(xiàn)在不同無線網(wǎng)絡(luò)之間的路由和數(shù)據(jù)交換。
[0053]綜上，本發(fā)明可以通過系統(tǒng)集成的方式實現(xiàn)，將多個傳統(tǒng)無線設(shè)備(比如無線路由器或無線網(wǎng)橋)通過一臺有線路由器連接在一起。每臺無線設(shè)備相當于本發(fā)明中的一個無線射頻單元，有線路由器實現(xiàn)在不同無線網(wǎng)絡(luò)之間的路由和數(shù)據(jù)交換。
[0054]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種多射頻無線組網(wǎng)設(shè)備，其特征在于，包括:無線子系統(tǒng)、總線單元、無線擴展單元、中央處理單元、有線網(wǎng)絡(luò)接口 ； 所述無線子系統(tǒng)包括若干無線射頻單元； 所述總線單元將無線子系統(tǒng)到中央數(shù)據(jù)處理單元的物理數(shù)據(jù)通道復(fù)用；其驅(qū)動軟件能夠識別不同的無線射頻單元，保障每個射頻單元都能獨立正常工作，協(xié)調(diào)系統(tǒng)資源的分配，避免資源使用沖突； 所述無線擴展單元負責(zé)系統(tǒng)無線系統(tǒng)功能的擴展，將無線系統(tǒng)擴展為四路可獨立工作的無線射頻單元； 所述中央處理單元負責(zé)整個系統(tǒng)的資源管理、任務(wù)調(diào)度以及網(wǎng)絡(luò)管理； 所述有線網(wǎng)絡(luò)接口用于連接有線網(wǎng)絡(luò)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多射頻無線組網(wǎng)設(shè)備，其特征在于:所述總線單元包括HB1總線和FPGAo
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多射頻無線組網(wǎng)設(shè)備，其特征在于，所述FPGA控制一個SD1接口轉(zhuǎn)SD1接口，完成左側(cè)SD Host與右側(cè)SD Host之間的同時通信； SD1接口支持SD1 Ibit模式、SD1 4bit模式和SPI傳輸模式，其中，SD104bit模式傳輸速率可以超過100Mbps，F(xiàn)PGA與各個SD Host的數(shù)據(jù)傳輸通過DATA [3:0] CCLK CCMD六條數(shù)據(jù)線連接；SD Host端按普通類SD設(shè)備開發(fā)驅(qū)動； 兩片外部大容量SDRAM用于數(shù)據(jù)的緩存數(shù)據(jù)的緩存，防止SD1接口繁忙時發(fā)生接口阻塞，數(shù)據(jù)丟失等情況。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種多射頻無線組網(wǎng)設(shè)備,包括：無線子系統(tǒng)、總線單元、無線擴展單元、中央處理單元、有線網(wǎng)絡(luò)接口；所述無線子系統(tǒng)包括若干無線射頻單元；所述總線單元將無線子系統(tǒng)到中央數(shù)據(jù)處理單元的物理數(shù)據(jù)通道復(fù)用；其驅(qū)動軟件能夠識別不同的無線射頻單元，保障每個射頻單元都能獨立正常工作，協(xié)調(diào)系統(tǒng)資源的分配，避免資源使用沖突；所述無線擴展單元負責(zé)系統(tǒng)無線功能的擴展，將單路無線系統(tǒng)擴展為四路可獨立工作的無線射頻單元。本發(fā)明的多射頻技術(shù)通過在頻譜和空間的分離，使得電磁波能夠在某獨立頻段上定向輻射，成倍地擴大了設(shè)備無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)吞吐量，無線網(wǎng)絡(luò)的連接可靠性也得到了提升。
【IPC分類】H04B7-04
【公開號】CN104811230
【申請?zhí)枴緾N201510134936
【發(fā)明人】王灝
【申請人】王灝
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年3月26日