基于ofdm和sc_fde共同應用的無線通信裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于OFDM和SC_FDE共同應用的無線通信裝置，它由天線、功放單元、變頻與濾波單元、業(yè)務數(shù)據(jù)接口單元、基帶處理單元、接收電平估計單元和調制模式選擇單元組成。它解決了在無線通信中通信距離與數(shù)據(jù)速率之間的問題，可以在遠距離時實現(xiàn)低速可靠通信，近距離時實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，該設備具有集成化程度高、設備可靠性高和通信能力強等優(yōu)點,在實際工程中有著比較廣泛的應用前景。
【專利說明】基于OFDM和SC_FDE共同應用的無線通信裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無線通信裝置，特別是一種基于OFDM和SC_FDE共同應用的無線通信裝置。

【背景技術】
[0002]現(xiàn)有通信設備中通常只有一種調制模式，OFDM或SC_FDE模式。在無線通信中，由于信號衰減快，為保證遠距離可靠通信，無線通信設備通常功放效率較高，傳輸速率較低，常采用SC_FDE模式；在近距離通信時，由于OFDM頻譜利用率高，傳輸速率高，常采用OFDM模式。通信設備若采用SC_FDE模式則在近距離時數(shù)據(jù)速率較低，若采用OFDM模式則在遠距離時功放效率低，傳輸距離近。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種基于OFDM和SC_FDE共同應用的無線通信裝置。該裝置在遠距離下使用SC_FDE模式，充分提高功放效率，保證可靠通信；近距離下使用OFDM模式，充分提高頻譜利用率，大幅提高數(shù)據(jù)傳輸速率的方式。
[0004]為解決上述問題，本發(fā)明所采取的技術方案為:基于OFDM和SC_FDE共同應用的無線通信裝置，包括天線1、功放單元2、變頻與濾波單元3、業(yè)務數(shù)據(jù)接口單元5、接收電平估計單元6和調制模式選擇單元7，其特征在于:還包括基帶處理單元4 ；
[0005]業(yè)務數(shù)據(jù)接口單元5的輸入端口 I接收外部輸入的業(yè)務數(shù)據(jù)，進行組幀處理形成已成幀業(yè)務數(shù)據(jù)并由輸出端口 3輸出至基帶處理單元4的輸入端口 I ;調制模式選擇單元7的輸出端口 2輸出模式選擇信號至基帶處理單元4的輸入端口 5;基帶處理單元4將接收的已成幀業(yè)務數(shù)據(jù)生成基帶信號，將基帶信號由模式選擇信號進行選擇后形成模式選擇后的基帶信號并由基帶處理單元4的輸出端口 3輸出至變頻與濾波單元3的輸入端口 I ;變頻和濾波單元3將模式選擇后的基帶信號進行混頻，產(chǎn)生射頻信號并由輸出端口 3輸出至功放單元2的輸入端口 I ;功放單元2將射頻信號進行功率放大形成放大后的射頻信號由輸出端口 2輸出至天線I的輸入端口 I ;天線I將放大后的射頻信號發(fā)送到自由空間；
[0006]天線I將接收到的放大后的射頻信號由輸出端口 2輸出至變頻和濾波單元3的輸入端口 4 ;變頻和濾波單元3將接收的放大后的射頻信號混頻、濾波和低噪聲放大后產(chǎn)生恢復出的基帶信號，由輸出端口 2分別輸出至接收電平估計單元6的輸入端口 I和基帶處理單元4的輸入端口 4 ;接收電平估計單元6將恢復出的基帶信號估計出電平值后由輸出端口 2輸出至調制模式選擇單元7的輸入端口 I ;調制模式選擇單元7將電平值進行電平判決處理形成模式選擇信號并由輸出端口 2輸出至基帶處理單元4的輸入端口 5 ;基帶處理單元4將恢復出的基帶信號進行解調，生成新的成幀業(yè)務數(shù)據(jù)，由模式選擇信號選擇后由輸出端口 2輸出至業(yè)務數(shù)據(jù)接口單元5的輸入端口 4 ;業(yè)務數(shù)據(jù)接口單元5將模式選擇后的新的成幀業(yè)務數(shù)據(jù)進行解幀處理后由業(yè)務數(shù)據(jù)接口單元5輸出端口 2輸出新的業(yè)務數(shù)據(jù)。
[0007]其中，所述的基帶處理單元4包括由D/A單元8、調制數(shù)據(jù)輸出模塊9、OFDM調制器10、SC_FDE調制器11、A/D單元12、OFDM解調器13、SC_FDE解調器14和解調數(shù)據(jù)輸出模塊15 ;調制模式選擇單元7的輸出端口 2將模式選擇信號分別輸出至調制數(shù)據(jù)輸出模塊9的輸入端口 3和解調數(shù)據(jù)輸出模塊15的輸入端口 2 ;業(yè)務數(shù)據(jù)接口單元5將要發(fā)送的已成幀業(yè)務數(shù)據(jù)由輸出端口 3分別輸出至OFDM調制器10的輸入端口 I和SC_FDE調制器11的輸入端口 I ;0FDM調制器10調制出OFDM數(shù)字基帶信號由輸出端口 2輸出至調制數(shù)據(jù)輸出模塊9的輸入端口 1，SC_FDE調制器11調制出SC_FDE數(shù)字基帶信號由輸出端口 2輸出至調制數(shù)據(jù)輸出模塊9的輸入端口 2 ;調制數(shù)據(jù)輸出模塊9根據(jù)輸入的模式選擇信號選擇OFDM數(shù)字基帶信號或者SC_FDE數(shù)字基帶信號并由輸出端口 4輸出至D/A單元8的輸入端口 I ;D/A單元8將收到的數(shù)字基帶信號進行D/A轉換形成模擬基帶信號并由輸出端口 2輸出至變頻與濾波單元3的輸入端口 I ;變頻與濾波單元3將模擬基帶信號進行變頻與濾波處理形成中頻模擬基帶信號并由輸出端口 2輸出至A/D單元12的輸入端口 I ;A/D單元12將中頻模擬基帶信號進行A/D轉換形成中頻數(shù)字基帶信號并由輸出端口 2分別輸出至OFDM解調器13的輸入端口 I和SC_FDE解調器14的輸入端口 I ;0FDM解調器13將接收到的中頻數(shù)字基帶信號進行解調后形成新的成幀業(yè)務數(shù)據(jù)并由輸出端口 2輸出至解調數(shù)據(jù)輸出模塊15的輸入端口 1，SC_FDE解調器14將接收到的中頻數(shù)字基帶信號進行解調后形成新的成幀業(yè)務數(shù)據(jù)并由輸出端口 2輸出至解調數(shù)據(jù)輸出模塊15的輸入端口 4 ;解調數(shù)據(jù)輸出模塊15將接收到的兩路新的成幀業(yè)務數(shù)據(jù)由模式選擇信號選擇一路新的成幀業(yè)務數(shù)據(jù)并由輸出端口 3輸出至業(yè)務數(shù)據(jù)接口單元5的輸入端口 4。
[0008]本發(fā)明相比【背景技術】具有如下優(yōu)點:
[0009]1.本發(fā)明在遠距離30KM通信時數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mbps，在近距離IKM時數(shù)據(jù)傳輸速率可達54Mbps，所以該設備的通信能力遠超常見的無線通信設備，可以實現(xiàn)遠距離可靠通信、近距離高速數(shù)據(jù)傳輸。
[0010]2.本發(fā)明的使用的OFDM和SC_FDE的調制方式在結構上相似性很大，在實現(xiàn)時可充分復用相關模塊，降低實現(xiàn)的復雜性，性能穩(wěn)定可靠。
[0011]3.本發(fā)明設備集成化程度高，因此體積小，重量輕，性能穩(wěn)定可靠。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的電原理方框圖；
[0013]圖2是本發(fā)明的基帶處理單元的電原理方框圖。

【具體實施方式】
[0014]參照圖1，本發(fā)明由天線1、功放單元2、變頻與濾波單元3、基帶處理單元4、業(yè)務數(shù)據(jù)接口單元5、接收電平估計單元6和調制模式選擇單元7組成，圖1是本發(fā)明的電原理方框圖，實施例按圖1連接線路。
[0015]業(yè)務數(shù)據(jù)接口單元5接收外部輸入的業(yè)務數(shù)據(jù)并對業(yè)務數(shù)據(jù)進行組幀處理；調制模式選擇單元7輸出模式選擇信號；基帶處理單元4將收到的已成幀業(yè)務數(shù)據(jù)生成基帶信號，將基帶信號由模式選擇信號進行選擇；變頻和濾波單元3將收到的基帶信號進行混頻產(chǎn)生射頻信號；功放單元2將射頻信號進行功率放大，天線I將放大后的射頻信號發(fā)送到自由空間。
[0016]天線I將接收到的放大的射頻信號輸出；變頻和濾波單元3將接收的射頻信號混頻、濾波和低噪聲放大后產(chǎn)生恢復出的基帶信號；接收電平估計單元6將恢復基帶信號估計出的電平值，調制模式選擇單元7進行電平判決處理后輸出模式選擇信號；基帶處理單元4將恢復基帶信號進行解調，生成的新的成幀業(yè)務數(shù)據(jù)并由模式選擇信號選擇；業(yè)務數(shù)據(jù)接口單元5進行解幀處理后輸出新的業(yè)務數(shù)據(jù)。
[0017]參照圖2，基帶處理單元4由D/A單元8、調制數(shù)據(jù)輸出模塊9、0FDM調制器10、SC_FDE調制器11、A/D單元12、OFDM解調器13、SC_FDE解調器14和解調數(shù)據(jù)輸出模塊15構成，圖2是基帶處理單元的電原理方框圖，實施例按照圖2連接電路。調制模式選擇單元7將模式選擇信號分別輸出至調制數(shù)據(jù)輸出模塊9和解調數(shù)據(jù)輸出模塊15 ;業(yè)務數(shù)據(jù)接口單元5將已成幀業(yè)務數(shù)據(jù)分別輸出至OFDM調制器10和SC_FDE調制器11，OFDM調制器10調制出OFDM數(shù)字基帶信號，SC_FDE調制器11調制出SC_FDE數(shù)字基帶信號；調制數(shù)據(jù)輸出模塊9根據(jù)調制模式選擇單元7的模式選擇信號選擇一路信號輸出；D/A單元8將收到的數(shù)字基帶信號轉換為模擬基帶信號；變頻與濾波單元3將模擬基帶信號進行變頻與濾波處理得到中頻模擬基帶信號；A/D單元12將中頻模擬基帶信號轉換中頻數(shù)字基帶信號，分別輸出至OFDM解調器13和SC_FDE解調器14，OFDM解調器13和SC_FDE解調器14將接收到中頻數(shù)字基帶信號分別進行解調；解調數(shù)據(jù)輸出模塊15根據(jù)調制模式選擇單元7的模式選擇信號選擇一路解調數(shù)據(jù)輸出。
[0018]本發(fā)明的天線是定向天線。
[0019]本發(fā)明D/A單元8負責數(shù)據(jù)的D/A轉換，本設計中采用AD公司的AD9642芯片。
[0020]本發(fā)明A/D單元12負責數(shù)據(jù)的A/D轉換，A/D轉換的的精度會決定信噪比測試的精確度，本設計采用AD公司的AD9788芯片。
[0021]本發(fā)明基帶處理單元4的其他的數(shù)字部分電路采用FPGA完成，根據(jù)本設計需要的計算量，F(xiàn)PGA選用ALTERA公司的Stratix II系列的EP4SGX230FF35C4芯片。
[0022]本發(fā)明簡要工作原理如下:
[0023]業(yè)務數(shù)據(jù)接口單元發(fā)送的業(yè)務數(shù)據(jù)經(jīng)過OFDM和SC_FDE調制，模式選擇信號選擇，D/A轉換后經(jīng)過無線信道發(fā)射出去，另外的一個設備接收到數(shù)據(jù)之后經(jīng)過變頻濾波，A/D轉換，OFDM和SC_FDE解調，模式選擇信號選擇之后，將最后生成的解調數(shù)據(jù)輸出至業(yè)務數(shù)據(jù)接口單元。
[0024]本發(fā)明安裝結構如下:
[0025]本發(fā)明把圖2中基帶處理單元的所有電路器件安裝在一塊長X寬為80 X 50mm的印制板上，把圖1中所有電路器件安裝在一塊長X寬為100X80mm的印制板上，最后，把兩塊電路板通過射頻電纜連接，然后把兩塊印制板安裝在一個長、寬、高為150 X 100 X 30mm的盒子內，組裝成本發(fā)明。
【權利要求】
1.基于0？01和共同應用的無線通信裝置，包括天線(1).功放單元(2)、變頻與濾波單元(3)、業(yè)務數(shù)據(jù)接口單元(5)、接收電平估計單元(6)和調制模式選擇單元⑵，^特征在于:還包括基帶處理單元(4)； 業(yè)務數(shù)據(jù)接口單元(5)的輸入端口 1接收外部輸入的業(yè)務數(shù)據(jù)，進行組幀處理形成已成幀業(yè)務數(shù)據(jù)并由輸出端口 3輸出至基帶處理單元(4)的輸入端口 1 ；調制模式選擇單元(7)的輸出端口 2輸出模式選擇信號至基帶處理單元(4)的輸入端口 5 ；基帶處理單元(4)將接收的已成幀業(yè)務數(shù)據(jù)生成基帶信號，將基帶信號由模式選擇信號進行選擇后形成模式選擇后的基帶信號并由基帶處理單元(4)的輸出端口 3輸出至變頻與濾波單元(3)的輸入端口 1 ；變頻和濾波單元(3)將模式選擇后的基帶信號進行混頻，產(chǎn)生射頻信號并由輸出端口 3輸出至功放單元(2)的輸入端口 1 ；功放單元(2)將射頻信號進行功率放大形成放大后的射頻信號由輸出端口 2輸出至天線(1)的輸入端口 1 ；天線(1)將放大后的射頻信號發(fā)送到自由空間； 天線(1)將接收到的放大后的射頻信號由輸出端口 2輸出至變頻和濾波單元(3)的輸入端口 4 ；變頻和濾波單元(3)將接收的放大后的射頻信號混頻、濾波和低噪聲放大后產(chǎn)生恢復出的基帶信號，由輸出端口 2分別輸出至接收電平估計單元￠)的輸入端口 1和基帶處理單元(4)的輸入端口 4 ；接收電平估計單元(6)將恢復出的基帶信號估計出電平值后由輸出端口 2輸出至調制模式選擇單元(7)的輸入端口 1 ；調制模式選擇單元(7)將電平值進行電平判決處理形成模式選擇信號并由輸出端口 2輸出至基帶處理單元(4)的輸入端口 5 ；基帶處理單元(4)將恢復出的基帶信號進行解調，生成新的成幀業(yè)務數(shù)據(jù)，由模式選擇信號選擇后由輸出端口 2輸出至業(yè)務數(shù)據(jù)接口單元(5)的輸入端口 4；業(yè)務數(shù)據(jù)接口單元(5)將模式選擇后的新的成幀業(yè)務數(shù)據(jù)進行解幀處理后由業(yè)務數(shù)據(jù)接口單元(5)輸出端口 2輸出新的業(yè)務數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于0？01和共同應用的無線通信裝置，其特征在于:所述的基帶處理單元(4)包括由0/八單元(8)、調制數(shù)據(jù)輸出模塊(9)、0？01調制器(10)、80^02調制器(11)、八/0單元(12)、0？01解調器(13)、80^02解調器(14)和解調數(shù)據(jù)輸出模塊(15)；調制模式選擇單元(7)的輸出端口 2將模式選擇信號分別輸出至調制數(shù)據(jù)輸出模塊(9)的輸入端口 3和解調數(shù)據(jù)輸出模塊(15)的輸入端口 2 ；業(yè)務數(shù)據(jù)接口單元(5)將要發(fā)送的已成幀業(yè)務數(shù)據(jù)由輸出端口 3分別輸出至0？01調制器(10)的輸入端口 1和3(:302調制器(11)的輸入端口 1 ；0？01調制器(10)調制出0？01數(shù)字基帶信號由輸出端口 2輸出至調制數(shù)據(jù)輸出模塊(9)的輸入端口 1，調制器(11)調制出數(shù)字基帶信號由輸出端口 2輸出至調制數(shù)據(jù)輸出模塊(9)的輸入端口 2 ；調制數(shù)據(jù)輸出模塊(9)根據(jù)輸入的模式選擇信號選擇0？01數(shù)字基帶信號或者數(shù)字基帶信號并由輸出端口4輸出至0/八單元⑶的輸入端口 1山/八單元⑶將收到的數(shù)字基帶信號進行0/八轉換形成模擬基帶信號并由輸出端口 2輸出至變頻與濾波單元(3)的輸入端口 1 ；變頻與濾波單元(3)將模擬基帶信號進行變頻與濾波處理形成中頻模擬基帶信號并由輸出端口 2輸出至八/0單元(12)的輸入端口 1 4/0單元(12)將中頻模擬基帶信號進行八/0轉換形成中頻數(shù)字基帶信號并由輸出端口 2分別輸出至0？01解調器(13)的輸入端口 1和解調器(14)的輸入端口 1 ；0？01解調器(13)將接收到的中頻數(shù)字基帶信號進行解調后形成新的成幀業(yè)務數(shù)據(jù)并由輸出端口 2輸出至解調數(shù)據(jù)輸出模塊(15)的輸入端口解調器(14)將接收到的中頻數(shù)字基帶信號進行解調后形成新的成幀業(yè)務數(shù)據(jù)并由輸出端口 2輸出至解調數(shù)據(jù)輸出模塊(15)的輸入端口 4 ；解調數(shù)據(jù)輸出模塊(15)將接收到的兩路新的成幀業(yè)務數(shù)據(jù)由模式選擇信號選擇一路新的成幀業(yè)務數(shù)據(jù)并由輸出端口 3輸出至業(yè)務數(shù)據(jù)接口單元(5)的輸入端口 4。
【文檔編號】H04B1/401GK104394115SQ201410723051
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年12月3日 優(yōu)先權日:2014年12月3日
【發(fā)明者】李曉晗 申請人:中國電子科技集團公司第五十四研究所