一種動態(tài)化自組網(wǎng)無線通信裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及無線電通信領域，尤其涉及一種動態(tài)化自組網(wǎng)無線通信模塊。
【背景技術】
[0002]自組網(wǎng)網(wǎng)絡(Mesh網(wǎng)絡)即“無線網(wǎng)格網(wǎng)絡”，是一個動態(tài)的可以不斷擴展的網(wǎng)絡架構(gòu)，任意的兩個設備均可以保持無線互聯(lián)，在這種Mesh網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中，各網(wǎng)絡節(jié)點通過相鄰其他網(wǎng)絡節(jié)點，以無線多跳方式相連，具有無需架設網(wǎng)絡設施、可快速展開、抗毀性強等特點，是解決“最后一公里”問題的關鍵技術之一。在向下一代網(wǎng)絡演進的過程中，無線網(wǎng)格網(wǎng)絡是一個不可缺的技術。無線mesh可以與其它網(wǎng)絡協(xié)同通信。
[0003]現(xiàn)有的多模塊、多信道、多射頻技術的S波段、C波段無線Mesh產(chǎn)品接入和回傳的頻率不一致，對不同頻率的信道進行檢測工作量較大，當Mesh自組網(wǎng)中節(jié)點較多時會花費較長的檢測時間，造成數(shù)據(jù)延遲，降低網(wǎng)絡傳輸質(zhì)量。此外，現(xiàn)有的Mesh產(chǎn)品的核心處理系統(tǒng)功能單一、固定，隨著Mesh網(wǎng)絡架構(gòu)的擴展，核心處理系統(tǒng)承擔的運算量大大增加，原有的功能模塊已不能充分適應不同的需求，而對核心處理系統(tǒng)的升級成本非常高，也因此妨礙了Mesh網(wǎng)絡的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:為解決上述技術問題，本發(fā)明提出一種動態(tài)化自組網(wǎng)無線通信裝置，基于MANET技術和OFDM調(diào)制技術，并充分考慮現(xiàn)有標準協(xié)議不足的情況，通過多路徑路由技術解決無中心方式下的動態(tài)組網(wǎng)問題，可適應拓撲快變化、高密度、大規(guī)模的移動多跳自組網(wǎng)。
[0005]技術方案:本發(fā)明提供的技術方案為:一種動態(tài)化自組網(wǎng)無線通信裝置，包括中央處理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、SDRAM存儲模塊、綜合業(yè)務接口管理模塊、調(diào)制模塊、解調(diào)模塊和變頻模塊，各模塊均設有一組以太網(wǎng)口并通過以太網(wǎng)進行模塊間數(shù)據(jù)傳輸，變頻模塊設有無線信號收發(fā)端，所述無線信號收發(fā)端作為所述動態(tài)化自組網(wǎng)無線通信裝置的無線信號收發(fā)端，實現(xiàn)所述動態(tài)化自組網(wǎng)無線通信裝置與處于同一自組網(wǎng)中的用戶設備或其他動態(tài)化自組網(wǎng)無線通信裝置之間的信息傳輸；
[0006]綜合業(yè)務接口管理模塊包括接口模塊、電源管理模塊和配置管理模塊，電源管理模塊為各模塊供電；配置管理模塊為網(wǎng)絡管理員提供查詢網(wǎng)絡配置情況和修改網(wǎng)絡配置的交互界面;綜合業(yè)務接口管理模塊向變頻模塊發(fā)送變頻模塊控制信息，控制變頻模塊的開啟或關閉；
[0007]當所述動態(tài)化自組網(wǎng)無線通信裝置處于信息接收狀態(tài)時，變頻模塊接收處于同一自組網(wǎng)中的自組網(wǎng)節(jié)點或用戶設備發(fā)送的信息包并將信息包下變頻為150MHz的中頻信號后反饋給解調(diào)模塊，解調(diào)模塊對中頻信號進行解調(diào)后將中頻信號發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊從中頻信號中獲取無線自組網(wǎng)節(jié)點的數(shù)據(jù)業(yè)務開銷以及網(wǎng)絡頻率資源占用情況并發(fā)送給中央處理模塊；當所述動態(tài)化自組網(wǎng)無線通信裝置處于信息發(fā)送狀態(tài)時，數(shù)據(jù)處理模塊將待發(fā)射的基帶數(shù)據(jù)發(fā)送給調(diào)制模塊進行調(diào)制，調(diào)制模塊將調(diào)制后的數(shù)據(jù)發(fā)送給變頻模塊上變頻為150MHz的中頻信號并發(fā)送給處于同一自組網(wǎng)中的自組網(wǎng)節(jié)點或用戶設備;
[0008]中央處理模塊為中央處理芯片，在數(shù)據(jù)處理模塊中實現(xiàn)無線自組網(wǎng)節(jié)點的數(shù)據(jù)業(yè)務開銷以及網(wǎng)絡頻率資源占用情況統(tǒng)計，中央處理模塊根據(jù)此統(tǒng)計生成對無線自組網(wǎng)絡頻率和子載波資源的占用通知信息，占用通知信息包括自電臺的占用子載波數(shù)量、編號以及頻率時間信息，中央處理模塊通過管理信道將占用通知信息廣播至無線自組網(wǎng)其他電臺節(jié)點；中央處理模塊通過管理信道與同一網(wǎng)絡內(nèi)的無線自組網(wǎng)電臺交換收發(fā)載噪比信息，并構(gòu)建網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)與路由路徑表，再將該網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)和路由路徑表發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊；中央處理模塊將無線自組網(wǎng)節(jié)點的數(shù)據(jù)業(yè)務開銷、網(wǎng)絡頻率資源占用情況、網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)與路由路徑表存儲于SDRAM存儲模塊中，通過應用軟件為用戶提供交互界面，將節(jié)點和網(wǎng)絡狀態(tài)以圖形和文字的方式呈現(xiàn)給用戶；中央處理模塊讀取用戶配置參數(shù)，并根據(jù)用戶配置參數(shù)對其他模塊進行本地配置，無線遙控用戶設備頻率；
[0009]數(shù)據(jù)處理模塊為FPGA處理芯片，數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)中央處理模塊提供的路由路徑信息編寫無線自組網(wǎng)電臺的內(nèi)部報頭數(shù)據(jù)，內(nèi)部報頭數(shù)據(jù)指明目標無線自組網(wǎng)電臺的內(nèi)部編號、能夠進行中繼的電臺節(jié)點以及IP數(shù)據(jù)包的調(diào)制方式;數(shù)據(jù)處理模塊通過后臺封裝在需要發(fā)射的原始IP數(shù)據(jù)前封裝上內(nèi)部報頭數(shù)據(jù)并將封裝后的IP數(shù)據(jù)經(jīng)信令信道廣播到相鄰的節(jié)點。
[0010]優(yōu)選的，所述動態(tài)化自組網(wǎng)無線通信裝置還包括SMA射頻接口，SMA射頻接口一端與調(diào)制模塊相連，另一端接有外置PA，綜合業(yè)務接口管理模塊向外置PA發(fā)送外置功放控制信息控制外置PA的開啟或關閉；調(diào)制模塊以SMA射頻接口形式將調(diào)制后的數(shù)據(jù)送到外置PA進行放大，外置PA將放大后的數(shù)據(jù)發(fā)送給變頻模塊。
[0011]優(yōu)選的，所述電源管理模塊設有一組電源適配接口和電池盒，當有外接電源條件時通過電源適配接口為各模塊供電，當沒有外接電源條件時通過電池為各模塊供電。
[0012]優(yōu)選的，所述綜合業(yè)務接口管理模塊對外設有IP接口，當需要通過有線接入自組網(wǎng)時通過IP接口接入自組網(wǎng)，綜合業(yè)務接口管理模塊將IP數(shù)據(jù)報轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)幀。
[0013]進一步的，所述動態(tài)化自組網(wǎng)無線通信裝置還包括VOIP模塊，VOIP模塊分別與中央處理模塊和綜合業(yè)務管理模塊相連，建立無線自組網(wǎng)內(nèi)部語音通話信道。
[0014]優(yōu)選的，所述動態(tài)化自組網(wǎng)無線通信裝置還包括控制開關，當發(fā)射信號時，關斷接收通道;當接收信號時，關斷發(fā)射通道。
[0015]優(yōu)選的，調(diào)制模塊對于數(shù)據(jù)的調(diào)制方式為COFDM或QPSK調(diào)制。
[0016]有益效果:辦發(fā)明和現(xiàn)有技術相比，具有以下有益效果:
[0017]1、本發(fā)明體積小，功耗低，使用方便，組網(wǎng)靈活，具備網(wǎng)絡自我組織的能力，支持多跳組網(wǎng)和適應快速變化的網(wǎng)絡拓撲，并且能夠提供更快更穩(wěn)定的接入速度，非常適應于搶險救災、消防應急、聯(lián)合軍演、移動組網(wǎng)等復雜環(huán)境應用。
[0018]2、安裝Mesh節(jié)點非常簡單，將設備從包裝盒里取出來，接上電源就行了，能夠最大程度的簡化現(xiàn)場配置和實施，滿足應急通信和臨時組網(wǎng)中對于快速建網(wǎng)和零配置的要求。由于極大地簡化了安裝，用戶可以很容易增加新的節(jié)點來擴大無線網(wǎng)絡的覆蓋范圍和網(wǎng)絡容量。
[0019]3、本發(fā)明基于單頻組網(wǎng)機制，所有的無線接入點Mesh AP的接入和回傳均工作于同一頻段。
[0020]4、本發(fā)明采用FPGA芯片作為副處理器，大大降低了中央處理模塊的運算壓力，且FPGA芯片可根據(jù)不同的需求靈活編程，可適應性大大提高。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明實施例的系統(tǒng)架構(gòu)圖；
[0022]圖2為本發(fā)明基于高速IP通信設計原理圖；
[0023]圖3為本發(fā)明的硬件設計圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。
[0025]本發(fā)明提供一種動態(tài)化自組網(wǎng)無線通信裝置，該裝置基于高速數(shù)據(jù)處理的“CPU和FPGA”架構(gòu)設計，能夠提高數(shù)據(jù)處理速度，如圖1所示，本發(fā)明包括中央處理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、SDRAM存儲模塊、綜合業(yè)務接口管理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、調(diào)制模塊、解調(diào)模塊和變頻模塊。
[0026]其中，中央處理模塊采用中央處理芯片實現(xiàn)，在本發(fā)明中優(yōu)選采用Coldfire V4中央處理芯片，該中央處理芯片具有410MIPS內(nèi)核處理速度，16KB指令緩存，16KB數(shù)據(jù)緩存和32KB SRAM的配置。數(shù)據(jù)處理模塊采用Xilinx公司的Virtex-5的FPGA處理芯片進行設計，Virtex-5芯片具有多硬IP核，其中包括:功能強大的36kbit結(jié)構(gòu)形式的RAM/FIFOs;第二代25bitX18bit乘法的DSP結(jié)構(gòu);現(xiàn)場輸入/輸出端口阻抗匹配技術;源同步接口技術;增強DCM時鐘形成技術。
[0027]中央處理模塊是整個設計的核心處理模塊，主要實現(xiàn)指令管理、數(shù)據(jù)集總處理和下發(fā)。在該模塊中實現(xiàn)的主要功能:
[0028](I)生成頻率資源占用通知信息。該信息作用是根據(jù)自組網(wǎng)節(jié)點的數(shù)據(jù)業(yè)務開銷以及網(wǎng)絡頻率資源占用情況，生成對無線自組網(wǎng)絡頻率和子載波資源的占用信息。該信息包括了自電臺的占用的子載波數(shù)量、編號以及頻率時間信息，并通過管理信道廣播至全網(wǎng)其他電臺節(jié)點。
[0029](2)通過與管理信道與同一網(wǎng)絡內(nèi)的自組網(wǎng)電臺交換收發(fā)載噪比等信息，并構(gòu)建網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)與路由路徑表。將該網(wǎng)絡拓撲和路由路徑表通知給數(shù)據(jù)處理模塊進行數(shù)據(jù)路由處理，決定傳