CN105228167B - 一种无线通信定位传感基站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线通信定位传感基站包括：无线通信单元、定位传感单元、射频功分器、交换机、3个合路器和电源管理单元；交换机分别与无线通信单元和定位传感单元连接；定位传感单元连接射频功分器，射频功分器分别与3个合路器连接；无线通信单元分别与3个合路器连接；3个合路器分别连接外部天馈线或室内分布系统；本发明提供一种无线通信定位传感基站能够同时具备无线通信与定位、传感功能，在通信过程中只需用一套天馈系统可以实现无线通信与定位、传感信号的收发，并且能够将无线通信与定位、传感两种技术应用在一套室内分布系统中。

Description

一种无线通信定位传感基站

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体讲涉及一种无线通信定位传感基站。

背景技术

无线通信基站是指在一定的无线电覆盖区中，通过通信交换中心，与无线终端之间进行信息传递的无线电收发信电台；无线通信基站已成为构建无线通信系统不可缺少的部分，可以划分为应用于移动通信、无线物联网或其它应用的不同类型与技术。鉴于无线通信易受到屏蔽与遮挡的属性，室内分布是针对室内用户群、用于改善建筑物内无线通信环境的一种技术方案，通过室内天线分布系统将无线基站的信号均匀分布在室内每个角落，从而保证室内区域拥有理想的无线信号覆盖。

具备无线通信、定位、传感功能的设备与技术种类众多，在应用于诸如人防地下工程、矿山巷道、隧道等地下坑道环境以及大型楼宇内部封闭场景时，由于环境结构复杂、遮挡严重往往需要采用射频室内分布技术来保障信号的良好覆盖，但是由于无线通信与定位、传感由于技术属性与需求的不同，往往采用不同的技术，如无线通信技术偏重于高带宽与音视频业务，定位、传感技术偏重于低功耗与小数据、自组网业务，这种差异导致在一套室内分布系统难以兼顾2种技术体制，在实际应用中往往需要布设无线通信与无线定位传感2套系统。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种无线通信定位传感基站能够同时具备无线通信与定位、传感功能，在通信过程中只需用一套天馈系统可以实现无线通信与定位、传感信号的收发，并且能够将无线通信与定位、传感两种技术应用在一套室内分布系统中。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种无线通信定位传感基站，其改进之处在于，包括：

无线通信单元、定位传感单元、射频功分器、交换机、第一合路器、第二合路器、第三合路器和电源管理单元；

所述交换机分别与所述无线通信单元和所述定位传感单元连接，并提供外部网络接口；

所述定位传感单元连接所述射频功分器，所述射频功分器分别与所述第一合路器、第二合路器、第三合路器连接；

所述无线通信单元分别与所述第一合路器、第二合路器、第三合路器连接；

所述第一合路器、第二合路器和第三合路器分别连接外部天馈线或室内分布系统；

所述第一合路器、第二合路器和第三合路器均用于控制所述无线通信单元和定位传感单元无线信号的收发；

所述电源管理单元分别为所述交换机、无线通信单元、定位传感单元、第一合路器、第二合路器和第三合路器提供直流电压。

优选的，所述交换机用于进行所述无线通信单元和定位传感单元之间的通信，并通过所述外部网络接口进行基站与基站之间或基站与网络中心之间的组网通信。

优选的，所述射频功分器用于将所述定位传感单元的无线信号分为3路分别输出至所述第一合路器、第二合路器和第三合路器。

优选的，所述第一合路器、第二合路器和第三合路器均包括：控制单元、第一单刀三掷射频开关和第二单刀三掷射频开关；

所述控制单元分别连接所述定位传感单元、无线通信单元、第一单刀三掷射频开关和第二单刀三掷射频开关；所述定位传感单元与所述第一单刀三掷射频开关连接，所述无线通信单元与所述第二单刀三掷射频开关连接，所述第一单刀三掷射频开关和第二单刀三掷射频开关分别连接外部天馈线或室内分布系统。

进一步的，所述控制单元，用于控制所述第一单刀三掷射频开关和第二单刀三掷射频开关，当所述定位传感单元和无线通信单元没有发射无线信号任务时，将所述第一单刀三掷射频开关和第二单刀三掷射频开关均置于接收端R；当所述定位传感单元发射无线信号时，将所述第一单刀三掷射频开关连接置于发射端T，所述第二单刀三掷射频开关置于空挡，所述定位传感单元发射无线信号完毕再将所述第一单刀三掷射频开关和第二单刀三掷射频开关分别置于接收端R；当所述无线通信单元发射无线信号时，将所述第二单刀三掷射频开关连接置于发射端T，所述第一单刀三掷射频开关置于空挡，所述无线通信单元发射无线信号完毕再将所述第一单刀三掷射频开关和第二单刀三掷射频开关分别置于接收端R；当所述定位传感单元和无线通信单元同时需要发射无线信号时，所述控制单元生成所述定位传感单元和无线通信单元碰撞发生的反馈信号，所述定位传感单元和无线通信单元各自随机退回一个时间窗口再各自发射，发射完毕后，将所述第一单刀三掷射频开关和第二单刀三掷射频开关分别置于接收端R。

优选的，所述无线通信单元具有3个射频链的输出与300Mbps的射频带宽，用于与支持IEEE802.11b/g/n协议的智能终端进行通信。

优选的，所述定位传感单元具有1个射频接口，用于与支持IEEE802.15.4协议的终端进行通信。

优选的，所述电源管理单元包括：对外电源和电池；所述对外电源与所述电池连接，用于向所述电池充电。

与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果：

1、本发明提供一种无线通信定位传感基站同时具备无线通信与定位、传感功能，在通信过程中只需用一套天馈系统可以实现无线通信与定位、传感信号的收发，比现有技术所需的天馈系统减少一半；

2、能够将无线通信与定位、传感两种技术应用在一套室内分布系统中，解决了在地下工程、矿山巷道、隧道以及大型楼宇内部等需要采用射频室内分布技术来保障无线信号良好覆盖的场景时，无线通信与定位、传感无法兼顾的问题。

3、基站提供3路合路后的射频输出，减少了在室内分布中需要往个各方向多路输出时的外围射频器件与相应的工程量，射频功分单元与合路器通过时分的方式实现射频信号的功分与合路，可以做到小于1dB衰减，而通常的射频合路技术将带来6dB的合路衰减，从而确保了本发明的整体可行性。

附图说明

图1是本发明提供的一种无线通信定位传感基站的系统结构示意图；

图2是本发明提供的一种无线通信定位传感基站的合路器结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

无线通信单元与支持IEEE802.11b/g/n协议的各类终端进行通信，如智能手机、平板电脑等的Wi-Fi接入；无线通信单元发射的无线信号经其射频输出端口输出后接入合路单元，然后通过天线发射出去，无线信号的接收过程则相反；

定位与传感单元与支持IEEE802.15.4协议的各类终端进行通信，如无线传感器、无线定位卡、无线控制器等；定位与传感单元发射的无线信号经其射频输出端口输出后先接入射频功分单元分成3路射频信号输出，每路信号再接入合路单元，然后通过天线发射出去，无线信号的接收过程则相反；

由于无线通信单元采用IEEE802.11b/g/n协议通信，定位与传感单元采用IEEE802.15.4协议通信，由于两个通信单元采用不同的通信协议，其射频收发单元工作的机制也不相同，如IEEE802.11n协议中通过纳秒级的高速开关来实现智能天线的选择，而IEEE802.15.4协议中对天线的连接通道则是固定的，所以常规的方法是无线通信单元与定位与传感单元需使用各自的天馈系统。

本发明提供了一种无线通信定位传感基站，如图1所示，包括：

无线通信单元、定位传感单元、射频功分器、交换机、第一合路器、第二合路器、第三合路器和电源管理单元；

所述交换机分别与所述无线通信单元和所述定位传感单元连接，并提供外部网络接口；

所述定位传感单元连接所述射频功分器，所述射频功分器分别与所述第一合路器、第二合路器、第三合路器连接；

所述无线通信单元分别与所述第一合路器、第二合路器、第三合路器连接；

所述第一合路器、第二合路器和第三合路器分别连接外部天馈线或室内分布系统；

所述第一合路器、第二合路器和第三合路器均用于控制所述无线通信单元和定位传感单元无线信号的收发；

所述电源管理单元分别为所述交换机、无线通信单元、定位传感单元、第一合路器、第二合路器和第三合路器提供直流电压。

所述交换机用于进行所述无线通信单元和定位传感单元之间的通信，并通过所述外部网络接口进行基站与基站之间或基站与网络中心之间的组网通信。

所述射频功分器用于将所述定位传感单元的无线信号分为3路分别输出至所述第一合路器、第二合路器和第三合路器。

所述第一合路器、第二合路器和第三合路器均用于控制所述无线通信单元和定位传感单元无线信号的收发；其中，所述第一合路器、第二合路器和第三合路器的结构均相同；

如图2所示，所述第一合路器、第二合路器和第三合路器均包括：控制单元、第一单刀三掷射频开关S1和第二单刀三掷射频开关S2；其中，PA为定位传感单元和无线通信单元的发射端的射频输出功放，LNA为定位传感单元和无线通信单元的接收端射频接收低噪放；

所述控制单元分别连接所述定位传感单元、无线通信单元、第一单刀三掷射频开关和第二单刀三掷射频开关；所述定位传感单元与所述第一单刀三掷射频开关连接，所述无线通信单元与所述第二单刀三掷射频开关连接，所述第一单刀三掷射频开关和第二单刀三掷射频开关分别连接外部天馈线或室内分布系统。

所述控制单元，用于控制所述第一单刀三掷射频开关和第二单刀三掷射频开关，当所述定位传感单元和无线通信单元没有发射无线信号任务时，将所述第一单刀三掷射频开关和第二单刀三掷射频开关均置于接收端R；当所述定位传感单元发射无线信号时，将所述第一单刀三掷射频开关连接置于发射端T，所述第二单刀三掷射频开关置于空挡，所述定位传感单元发射无线信号完毕再将所述第一单刀三掷射频开关和第二单刀三掷射频开关分别置于接收端R；当所述无线通信单元发射无线信号时，将所述第二单刀三掷射频开关连接置于发射端T，所述第一单刀三掷射频开关置于空挡，所述无线通信单元发射无线信号完毕再将所述第一单刀三掷射频开关和第二单刀三掷射频开关分别置于接收端R；当所述定位传感单元和无线通信单元同时需要发射无线信号时，所述控制单元生成所述定位传感单元和无线通信单元碰撞发生的反馈信号，所述定位传感单元和无线通信单元各自随机退回一个时间窗口再各自发射，发射完毕后，将所述第一单刀三掷射频开关和第二单刀三掷射频开关分别置于接收端R。

所述无线通信单元具有3个射频链的输出与300Mbps的射频带宽，用于与支持IEEE802.11b/g/n协议的智能终端进行通信。

所述定位传感单元具有1个射频接口，用于与支持IEEE802.15.4协议的终端进行通信。

所述电源管理单元包括：对外电源和电池；所述对外电源与所述电池连接，用于向所述电池充电。

常见的通过腔体或微带技术实现射频信号的合路的技术，对IEEE802.11b/g/n的信号会有总计6dB的衰减，本发明的合路器通过时分的方式采用纳秒级的射频开关实现射频信号的合路，可以做到小于1dB衰减，从而确保了基站的整体可行性。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.一种无线通信定位传感基站，其特征在于，包括：

无线通信单元、定位传感单元、射频功分器、交换机、第一合路器、第二合路器、第三合路器和电源管理单元；

所述交换机分别与所述无线通信单元和所述定位传感单元连接，并提供外部网络接口；

所述定位传感单元连接所述射频功分器，所述射频功分器分别与所述第一合路器、第二合路器、第三合路器连接；

所述无线通信单元分别与所述第一合路器、第二合路器、第三合路器连接；

所述第一合路器、第二合路器和第三合路器分别连接外部天馈线或室内分布系统；

所述第一合路器、第二合路器和第三合路器均用于控制所述无线通信单元和定位传感单元无线信号的收发；

所述电源管理单元分别为所述交换机、无线通信单元、定位传感单元、第一合路器、第二合路器和第三合路器提供直流电压；

所述射频功分器用于将所述定位传感单元的无线信号分为3路，分别输出至所述第一合路器、第二合路器和第三合路器；

所述第一合路器、第二合路器和第三合路器均包括：控制单元、第一单刀三掷射频开关和第二单刀三掷射频开关；

所述控制单元分别连接所述定位传感单元、无线通信单元、第一单刀三掷射频开关和第二单刀三掷射频开关；所述定位传感单元与所述第一单刀三掷射频开关连接，所述无线通信单元与所述第二单刀三掷射频开关连接，所述第一单刀三掷射频开关和第二单刀三掷射频开关分别连接外部天馈线或室内分布系统；

所述控制单元，用于控制所述第一单刀三掷射频开关和第二单刀三掷射频开关，当所述定位传感单元和无线通信单元没有发射无线信号任务时，将所述第一单刀三掷射频开关和第二单刀三掷射频开关均置于接收端R；当所述定位传感单元发射无线信号时，将所述第一单刀三掷射频开关连接置于发射端T，所述第二单刀三掷射频开关置于空挡，所述定位传感单元发射无线信号完毕再将所述第一单刀三掷射频开关和第二单刀三掷射频开关分别置于接收端R；当所述无线通信单元发射无线信号时，将所述第二单刀三掷射频开关连接置于发射端T，所述第一单刀三掷射频开关置于空挡，所述无线通信单元发射无线信号完毕再将所述第一单刀三掷射频开关和第二单刀三掷射频开关分别置于接收端R；当所述定位传感单元和无线通信单元同时需要发射无线信号时，所述控制单元生成所述定位传感单元和无线通信单元碰撞发生的反馈信号，所述定位传感单元和无线通信单元各自随机退回一个时间窗口再各自发射，发射完毕后，将所述第一单刀三掷射频开关和第二单刀三掷射频开关分别置于接收端R。

2.如权利要求1所述的基站，其特征在于，所述交换机用于进行所述无线通信单元和定位传感单元之间的通信，并通过所述外部网络接口进行基站与基站之间或基站与网络中心之间的组网通信。

3.如权利要求1所述的基站，其特征在于，所述无线通信单元具有3个射频链的输出与300Mbps的射频带宽，用于与支持IEEE802.11b/g/n协议的智能终端进行通信。

4.如权利要求1所述的基站，其特征在于，所述定位传感单元具有1个射频接口，用于与支持IEEE802.15.4协议的终端进行通信。

5.如权利要求1所述的基站，其特征在于，所述电源管理单元包括：对外电源和电池；所述对外电源与所述电池连接，用于向所述电池充电。