CN104486278B

CN104486278B - 自定义ofdm收发设备

Info

Publication number: CN104486278B
Application number: CN201410656566.XA
Authority: CN
Inventors: 张敏; 谢宁川; 汪泽
Original assignee: Dfine Technology Co Ltd
Current assignee: Dfine Technology Co Ltd
Priority date: 2014-11-18
Filing date: 2014-11-18
Publication date: 2018-02-02
Anticipated expiration: 2034-11-18
Also published as: CN104486278A

Abstract

本发明公开了一种自定义OFDM收发设备，包括零中频收发通道和数字信号处理模块；零中频收发通道在发射时用于将数字信号处理模块生成的基带I/Q信号进行上变频，再经功率放大后输出；在接收时用于接收OFDM信号，完成下变频后输出基带I/Q信号给数字信号处理模块；数字信号处理模块在接收时用于根据A/D转换器采集的基带I/Q信号进行载波跟踪、OFDM解调和数据解码，输出所需格式的数据给上位机；在发射时用于根据上位机下发的数据完成数据编码、自定义OFDM格式生成。本发明灵敏度高、传输距离远、实时性强，能够适用于传输速率为2Mbps的高灵敏度、复杂地势环境下的无线数据传输；使用自定义OFDM收发设备为无人机等设备提供通信，为开拓无人机市场提供了基础。

Description

自定义OFDM收发设备

技术领域

本发明涉及一种自定义的OFDM收发设备。

背景技术

近些年来，以正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，简称“OFDM”）为代表的多载波传输技术受到了人们的广泛关注。多载波传输技术把数据流分解为若干个独立的子数据流，在总的数据传输速率不变的情况下，每个子数据流将具有低得多的比特速率。用这样低比特率形成的低速率多状态符号去调制相应的子载波，就构成了多个低速率符号并行发送的传输系统。OFDM作为一种多载波数字调制技术，将待传输数据作为频域信息，对数据进行编码后将其调制为时域信号在频域传输，在接收端则进行逆过程的解调，得到传输数据。

目前市场上的没有针对2Mbps的OFDM收发设备，传统OFDM主要是DVB-T和WIFI；DVB-T针对的是8M带宽的视频数据传输，灵敏度不够，在有限的发射功率下，传输的距离不够；WIFI的延时又太大、实时性不强，而且协议太多。综述，传统的OFDM收发设备存在速率不合适、实时性不强、传输距离不满足要求等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种实时性强、传输距离远的自定义OFDM收发设备，针对传输速率为2Mbps的高灵敏度、复杂地势环境下的无线数据传输而设计，使用自定义OFDM收发设备为无人机等设备提供通信，为开拓无人机市场提供基础。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：自定义OFDM收发设备，包括电源管理模块、零中频收发通道、本振模块和数字信号处理模块；

所述的电源管理模块用于为零中频收发通道、本振模块及数字信号处理模块供电；

所述的零中频收发通道在发射时用于将数字信号处理模块生成的基带I/Q信号进行上变频，再经功率放大后输出；零中频收发通道在接收时用于接收OFDM信号，完成下变频后输出基带I/Q信号给数字信号处理模块；

所述的本振模块用于提供系统时钟并接收、发射本振信号给零中频收发通道一次变频使用；

所述的数字信号处理模块在接收时用于根据A/D转换器采集的基带I/Q信号进行载波跟踪、OFDM解调和数据解码，输出所需格式的数据给上位机；数字信号处理模块在发射时用于根据上位机下发的数据完成数据编码、自定义OFDM格式生成。

所述的零中频收发通道包括上行发射通道和下行接收通道，上行发射通道包括滤波电路、上行缓冲电路、调制电路、上行带通滤波器、上行功率放大器、单刀单掷开关、低通滤波器和上行匹配电路，滤波电路的输入端通过D/A转换器与数字信号处理模块连接，滤波电路的输出端顺次通过上行缓冲电路、调制电路、上行带通滤波器、上行放大器、单刀单掷开关、低通滤波器和上行匹配电路与T/R组件连接；下行接收通道包括下行匹配电路、低噪声放大器、第一衰减器、第一下行功率放大器、第二衰减器、第二下行功率放大器、下行带通滤波器、第三衰减器、解调电路和下行缓存电路，T/R组件的输出端顺次通过下行匹配电路、低噪声放大器、第一衰减器、第一下行功率放大器、第二衰减器、第二下行功率放大器、下行带通滤波器、第三衰减器、解调电路和下行缓存电路与A/D转换器连接，A/D转换器与数字信号处理模块相连。

本发明提供了一种灵敏度高、传输距离远、实时性强的自定义OFDM收发设备，能够适用于传输速率为2Mbps的高灵敏度、复杂地势环境下的无线数据传输；使用自定义OFDM收发设备为无人机等设备提供通信，为开拓无人机市场提供了基础。

附图说明

图1为本发明零中频收发通道原理框图；

图2为本发明数字信号处理模块原理框图；

图3为无人机无线数据传输系统结构框图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

自定义OFDM收发设备，包括电源管理模块、零中频收发通道、本振模块和数字信号处理模块。

所述的电源管理模块用于为零中频收发通道、本振模块及数字信号处理模块供电。

所述的零中频收发通道在发射时用于将数字信号处理模块生成的基带I/Q信号进行一次上变频，再经功率放大到10dBm的功率后输出；零中频收发通道在接收时用于接收－92dBm～－10dBm 的OFDM信号，完成下变频后输出基带I/Q信号给数字信号处理模块。

如图1所示，零中频收发通道包括上行发射通道和下行接收通道，上行发射通道包括滤波电路、上行缓冲电路、调制电路（ADL5371）、上行带通滤波器（1300MHz±10MHz，G：-4dB，Pout：-7）、上行功率放大器（ERA-3SM+，G：20dB，Pout：+13）、单刀单掷开关（G：-1dB，Pout：+12）、低通滤波器（1400MHz，G：-1dB，Pout：+11）和上行匹配电路（LAT-0+，G：-1dB，Pout：+10），滤波电路的输入端通过D/A转换器与数字信号处理模块连接，滤波电路的输出端顺次通过上行缓冲电路、调制电路、上行带通滤波器、上行放大器、单刀单掷开关、低通滤波器和上行匹配电路与T/R组件连接；下行接收通道包括下行匹配电路（LAT-0+，G：-1dB，Pmin：-93，Pmax：-43）、低噪声放大器（PMA2-162LN+，G：19dB，Pmin：-74，Pmax：-24）、第一衰减器（1dB，G：-1dB，Pmin：-75，Pmax：-25）、第一下行功率放大器（ERA-1SM+，G：12dB，Pmin：-63，Pmax：-13）、第二衰减器（5dB，G：-5dB，Pmin：-68，Pmax：-18）、第二下行功率放大器（MAR-6+，G：19dB，Pmin：-49，Pmax：1）、下行带通滤波器（1300MHz±10MHz，G：-4dB，Pmin：-53，Pmax：-3）、第三衰减器（3dB，G：-3dB，Pmin：-56，Pmax：-6）、解调电路（TRF371109，G：10dB，Pmin：-46，Pmax：4）和下行缓存电路，T/R组件的输出端顺次通过下行匹配电路、低噪声放大器、第一衰减器、第一下行功率放大器、第二衰减器、第二下行功率放大器、下行带通滤波器、第三衰减器、解调电路和下行缓存电路与A/D转换器连接，A/D转换器与数字信号处理模块相连。

所述的本振模块用于提供40MHz的系统时钟并接收、发射本振信号（1300MHz）给零中频收发通道一次变频使用。

如图2所示，数字信号处理模块在接收时用于根据A/D转换器采集的基带I/Q信号进行载波跟踪、OFDM解调和数据解码，输出所需格式的数据给上位机；数字信号处理模块在发射时用于根据上位机下发的数据完成数据编码、自定义OFDM格式生成。

图3为无人机无线数据传输系统结构框图，该系统用于实现无人机与地面设备之间的无线数据传输。它包括两个对称的自定义OFDM收发设备，一个设置在无人机上，使用电池供电；另一个设置在地面，使用电源进行供电。

对于地面设备，视频格式接收和控制信号产生模块会提供控制的数据，通过RS422接口发送给自定义OFDM收发设备，自定义OFDM收发设备通过OFDM调制后，输出1300MHz的无线信号，发向机载设备无人机；无人机的视频格式产生和消息处理模块收到这个控制命令后，可以进行飞行高度、飞行速度、飞行方向的控制，同时拍摄视频，将拍摄的视频进行压缩后通过RS422接口传输到机载设备上的自定义OFDM收发设备，自定义OFDM收发设备对数据进行编码、调制后，回传到地面的自定义OFDM收发设备，同时通过RS422输出给视频格式接收和控制信号产生模块，视频格式接收和控制信号产生模块可将图像显示出来供地面控制人员查看。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims

1.自定义OFDM收发设备，其特征在于：包括电源管理模块、零中频收发通道、本振模块和数字信号处理模块；

所述的数字信号处理模块在接收时用于根据A/D转换器采集的基带I/Q信号进行载波跟踪、OFDM解调和数据解码，输出所需格式的数据给上位机；数字信号处理模块在发射时用于根据上位机下发的数据完成数据编码和自定义OFDM格式的生成。

2.根据权利要求1所述的自定义OFDM收发设备，其特征在于：所述的零中频收发通道包括上行发射通道和下行接收通道，上行发射通道包括滤波电路、上行缓冲电路、调制电路、上行带通滤波器、上行功率放大器、单刀单掷开关、低通滤波器和上行匹配电路，滤波电路的输入端通过D/A转换器与数字信号处理模块连接，滤波电路的输出端顺次通过上行缓冲电路、调制电路、上行带通滤波器、上行放大器、单刀单掷开关、低通滤波器和上行匹配电路与T/R组件连接；下行接收通道包括下行匹配电路、低噪声放大器、第一衰减器、第一下行功率放大器、第二衰减器、第二下行功率放大器、下行带通滤波器、第三衰减器、解调电路和下行缓存电路，T/R组件的输出端顺次通过下行匹配电路、低噪声放大器、第一衰减器、第一下行功率放大器、第二衰减器、第二下行功率放大器、下行带通滤波器、第三衰减器、解调电路和下行缓存电路与A/D转换器连接，A/D转换器与数字信号处理模块相连。