CN103138776A - 一种多输出的Zigbee发射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多输出的Zigbee发射装置，该Zigbee发射装置包括依次相连接的数据采集模块、第一数据处理模块、多路分解器、第二数据处理模块以及并串转换器、信道估测模块以及功率分配模块；信道估测模块的输出端接入功率分配模块，功率分配模块的输出端接入第二数据处理模块。本发明的多输出的Zigbee发射装置采用多输出的方式，可以在不同的信道进行同时传输，且采用最优的功率分配方式，从而达到系统性能最大化，包括最大传输速率或最大发送信号覆盖，同时也能提高短距离通信设备系统的接收灵敏度、抗干扰能力以及发送信号的资源优化。

Description

一种多输出的Zigbee发射装置
技术领域
本发明涉及一种无线通信技术领域，更具体地说，涉及一种多输出的Zigbee发射装置。
背景技术
Zigbee(短距离、低功率的无线通信技术)是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据传输速率、低成本的无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案，主要用于近距离无线连接。它依据802.15.4标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器到另一个传感器，所以它们的通信效率非常高。
现有的Zigbee技术是采用单路输出模式或者多路输出的均衡功率分配的方式，再通过射频模块与放大器进行信号的传输以及简单的控制线路组成。在这种情况下，当发射的总功率没有增加的情况下，对系统的性能提升并没有真正的达到最佳性能，平均分配还会存在输出功率的浪费，因为在不同的信道里传输的信号质量不同，且极易受到外界的干扰而造成系统性能的严重下降。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的不足提供一种多输出的Zigbee发射装置。
为了达到上述目的，本发明提供一种多输出的Zigbee发射装置，所述Zigbee发射装置包括依次相连接的用于采集数据的数据采集模块、用于基带数据处理的第一数据处理模块、用于将一路信号分解成多路信号的多路分解器、用于信道数据处理的第二数据处理模块以及用于将并行数据转换为串行数据的并串转换器，所述Zigbee发射装置还包括用于预测信道信噪比的信道估测模块以及根据所述信道估测模块预测每个信道的信噪比而进行功率分配的功率分配模块；
所述信道估测模块的输出端接入所述功率分配模块，所述功率分配模块的输出端接入所述第二数据处理模块。
根据本发明的一个实施例，所述第一数据处理模块包括用于产生高码率二进制比特流的扩频器；所述数据采集模块、扩频器以及多路分解器依次相连。
根据本发明的一个实施例，所述第二数据处理模块包括两条或者两条以上子数据处理链路，所述两条或者两条以上子数据处理链路之间数据处理相互独立。
根据本发明的一个实施例，所述每一子数据处理链路均包括用于数据编码的编码器、用于将所述编码器编码后的数据进行调制的调制器以及用于数据打包的数据链模块；所述编码器的输出端与调制器相连接，所述调节器的输出端与所述数据链模块相连接，所述多路分解器的输出端分别与每一子数据处理链路内的编码器相连接，所述功率分配模块的输出端分别与每一子数据处理链路内的数据链模块相连接，所述每一子数据处理链路内的数据链模块的输出端均分别与所述并串转换器相连接。
根据本发明的一个实施例，所述编码器为Differential编码器。
根据本发明的一个实施例，所述编码器为Differential差分编码器。
根据本发明的一个实施例，所述Zigbee发射装置还包括两条或者两条以上的射频链路，所述并串转化器的输出端分别与每一射频链路相连接。
根据本发明的一个实施例，所述每一射频链路均包括依次相连接的数模转化器、混频器、功率放大器以及天线。
根据本发明的一个实施例，所述功率分配模块按照每个信道的信噪比进行功率分配，在总功率不变的情况下，信噪比大的信道分配较多的功率，信噪比小的信道分配较少的功率。
根据本发明的一个实施例，所述数据采集模块为传感器。
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
本发明的多输出的Zigbee发射装置采用多输出的方式，可以在不同的信道进行同时传输，在功率分配时，首先估测每个信道的传输质量，获得最高信噪比的信道，在总功率不变的情况下，可以对该信道分配较大功率，再根据不同的信噪比对其余信道进行功率分配，从而达到系统性能最大化，包括最大传输速率或最大发送信号覆盖，同时也能提高短距离通信设备系统的接收灵敏度、抗干扰能力以及发送信号的资源优化。
附图说明
图1是本发明多输出的Zigbee发射装置的结构示意图；
图2是本发明第二数据处理模块的结构示意图；
图3是本发明多输出的Zigbee发射装置的结构示意图；
图4是本发明射频链路的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
如图1所示为本发明多输出的Zigbee发射装置的结构示意图，该Zigbee发射装置包括依次相连接的用于采集数据的数据采集模块、用于基带数据处理的第一数据处理模块、用于将一路信号分解成多路信号的多路分解器、用于信道数据处理的第二数据处理模块以及用于将并行数据转换为串行数据的并串转换器，Zigbee发射装置还包括用于预测信道信噪比的信道估测模块以及根据信道估测模块预测每个信道的信噪比而进行功率分配的功率分配模块。本发明中，该功率分配模块按照每个信道的信噪比进行功率分配，信噪比大的信道分配较多的功率，信噪比小的信道分配较少的功率。本发明中，功率分配优选采用灌水定律，例如：如果有三个信道A，B，C，通过信道估测模块检测出三个信道A，B，C的信噪比依次增大，则根据本系统功率分配原理，在总功率不变的情况下，三个信道A，B，C所分配得到的功率的比例也依次增大，这样实现的功率分配，能够最大的利用功率进行信号的最优传输，提高系统的传输效率。
其中，信道估测模块的输出端接入功率分配模块，功率分配模块的输出端接入第二数据处理模块。
本发明中，第一数据处理模块包括用于产生高码率二进制比特流的扩频器，数据采集模块、扩频器以及多路分解器依次相连。利用该扩频器中数字电路产生的高码率的DS序列码，即二进制比特流，使用快速变化的二进制比特流调制射频载波信号，在此二进制码的调制下，载波的相位在0度～180度之间跳跃变化，被调制后的载波再与采集的数据调制混合后，最后通过扩展频谱后输出扩频信号。
本发明中，如图2所示，第二数据处理模块包括两条或者两条以上子数据处理链路。本发明中的子数据处理链路相互之间是独立进行数据处理的，即其中一条子数据处理链路的数据处理不受其他子数据处理链路影响，它们的数据处理方式可以相同，也可以不同，本实施例中优选采用数据处理相互之间均不同的方式。本发明的子数据处理链路的数量可以根据实际需要而定，可以是2条，也可以是3条或者是4条等等，如图3所示，为本发明较优的实施方式，其中第二数据处理模块采用两条相互独立的子数据处理链路，且信道估测模块的输出端与功率分配模相连接，功率分配模块的输出端与第二数据处理模块相连。
其中，每一子数据处理链路均包括用于数据编码的编码器、用于将编码器编码后的数据进行调制的调制器以及用于数据打包的数据链模块；其中，该编码器的输出端与调制器相连接，多路分解器的输出端分别与每一子数据处理链路内的编码器相连接，调制器的输出端与数据链模块相连接，每一子数据处理链路内的数据链模块的输出端与并串转换器相连接。功率分配模块的输出端分别与每一子数据处理链路内的数据链模块相连接，本发明实施例中，编码器采用Differential编码器，优选采用Differential差分编码器。
本发明中，如图4所示，Zigbee发射装置还包括两条或者两条以上的射频链路，且并串转化器的输出端分别与每一射频链路相连接。其中，射频链路的数目与上述子数据处理链路的数量是相同的，且每一子数据处理链路上的信号经过处理后通过并串转换器将数据转换为串行数据后，再通过一射频链路将信号发射出去。每一射频链路均包括依次相连接的数模转化器、混频器、功率放大器以及天线。如图3所示(部分器件未画出)，采用了两条射频链路。
综上所述，本发明的多输出的Zigbee发射装置采用多输出的方式，可以在不同的信道进行同时传输，在功率分配时，首先估测每个信道的传输质量，获得最高信噪比的信道，在总功率不变的情况下，可以对该信道分配较大功率，再根据不同的信噪比对其余信道进行功率分配，从而达到系统性能最大化，包括最大传输速率或最大发送信号覆盖，同时也能提高短距离通信设备系统的接收灵敏度、抗干扰能力以及发送信号的资源优化。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未违背本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多输出的Zigbee发射装置，其特征在于，所述Zigbee发射装置包括依次相连接的用于采集数据的数据采集模块、用于基带数据处理的第一数据处理模块、用于将一路信号分解成多路信号的多路分解器、用于信道数据处理的第二数据处理模块以及用于将并行数据转换为串行数据的并串转换器，所述Zigbee发射装置还包括用于预测信道信噪比的信道估测模块以及根据所述信道估测模块预测每个信道的信噪比而进行功率分配的功率分配模块；
所述信道估测模块的输出端接入所述功率分配模块，所述功率分配模块的输出端接入所述第二数据处理模块。
2.根据权利要求1所述的多输出的Zigbee发射装置，其特征在于，所述第一数据处理模块包括用于产生高码率二进制比特流的扩频器；所述数据采集模块、扩频器以及多路分解器依次相连。
3.根据权利要求1所述的多输出的Zigbee发射装置，其特征在于，所述第二数据处理模块包括两条或者两条以上子数据处理链路，所述两条或者两条以上子数据处理链路之间数据处理相互独立。
4.根据权利要求3所述的多输出的Zigbee发射装置，其特征在于，所述每一子数据处理链路均包括用于数据编码的编码器、用于将所述编码器编码后的数据进行调制的调制器以及用于数据打包的数据链模块；所述编码器的输出端与调制器相连接，所述调节器的输出端与所述数据链模块相连接，所述多路分解器的输出端分别与每一子数据处理链路内的编码器相连接，所述功率分配模块的输出端分别与每一子数据处理链路内的数据链模块相连接，所述每一子数据处理链路内的数据链模块的输出端均分别与所述并串转换器相连接。
5.根据权利要求4所述的多输出的Zigbee发射装置，其特征在于，所述编码器为Differential编码器。
6.根据权利要求5所述的多输出的Zigbee发射装置，其特征在于，所述编码器为Differential差分编码器。
7.根据权利要求1所述的多输出的Zigbee发射装置，其特征在于，所述Zigbee发射装置还包括两条或者两条以上的射频链路，所述并串转化器的输出端分别与每一射频链路相连接。
8.根据权利要求7所述的多输出的Zigbee发射装置，其特征在于，所述每一射频链路均包括依次相连接的数模转化器、混频器、功率放大器以及天线。
9.根据权利要求1所述的多输出的Zigbee发射装置，其特征在于，所述功率分配模块按照每个信道的信噪比进行功率分配，在总功率不变的情况下，信噪比大的信道分配较多的功率，信噪比小的信道分配较少的功率。
10.根据权利要求1～9任意一项所述的多输出的Zigbee发射装置，其特征在于，所述数据采集模块为传感器。
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