CN106160758A - 基于700MHz‑1100MHz可变频率的无线非视距千兆以太网传输系统及其传输方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于700MHz‑1100MHz可变频率的无线非视距千兆以太网传输系统，包括终端设备和前端设备；所述终端设备包括第一RF天线、第一双向射频功放、第一收发变频芯片、第一基带数据处理芯片、以太网功能转换模块、多口交换机和第一RJ45接口；所述前端设备包括第二RF天线、第二双向射频功放、通道选择器、传输通道、1000base交换机、主控CPU和第二RJ45接口。该以太网传输系统整个收发过程是TDD方式，前端设备包括由收发变频芯片和基带数据处理芯片组成的多个传输通道，这样可以成倍扩大数据传输的带宽；在同一时间只有一个传输通道在进行发射，这样避免了同频干扰；多路的以太网数据在1000base交换机的协调下进行汇聚。
Description
技术领域
本发明涉及无线宽带长距离以太网传输技术领域，特别是一种基于700MHz-1100MHz可变频率的无线非视距千兆以太网传输系统及其传输方法。
背景技术
目前市场上应用的无线以太网宽带传输技术，主要是基于2.4GHz和5GHz以及蜂窝式移动电话使用的LTE的频率。这些技术使用的频率都相对比较高，优点是信号稳定，受到的干扰小，以及可以用较小的接收天线。但是这个频率的缺点同样也比较明显，因为超过1GHz的频率很容易被空气，建筑物，和植物吸收，所以不能长距离传输。
我国有线电视标准规定，同轴电缆860MHz以下的频带用于广播电视信号传输，860MHz以上频带均未使用，称为带外信道，带外信道的传输特性为：整个系统的传输特性在1.2GHz以下变化不大，在-20dB左右，在16MHz的带宽内，频谱几乎为平的。在1.2GHz到1.5GHz之间下降很快，到1.5GHz时衰减达到-50dB以下。在1.5GHz以内(尤其是1.2GHz以内)的频段，比较有利用价值，1.5GHz以上频段衰减较大，而且匹配差，反射大，多径严重，开发成本较高。
发明内容
基于此，针对上述问题，有必要提出一种基于700MHz-1100MHz可变频率的无线非视距千兆以太网传输系统，该以太网传输系统整个收发过程是TDD方式，前端设备包括由收发变频芯片和基带数据处理芯片组成的多个传输通道，这样可以成倍扩大数据传输的带宽；在同一时间只有一个传输通道在进行发射，这样避免了同频干扰；多路的以太网数据在1000base交换机的协调下进行汇聚。
本发明的技术方案是：一种基于700MHz-1100MHz可变频率的无线非视距千兆以太网传输系统，包括终端设备和前端设备；
所述终端设备包括第一RF天线、第一双向射频功放、第一收发变频芯片、第一基带数据处理芯片、以太网功能转换模块、多口交换机和第一RJ45接口；所述第一RF天线的输入端和输出端分别与所述第一双向射频功放的第一输出端和第一输入端连接，所述第一双向射频功放的第二输入端和第二输出端分别与所述第一收发变频芯片的第一输出端和第一输入端连接，所述第一收发变频芯片的第二输入端和第三输入端分别与所述第一基带数据处理芯片的第一输出端和第二输出端连接，所述第一收发变频芯片的第二输出端和第三输出端分别与所述第一基带数据处理芯片的第一输入端和第二输入端连接，所述第一基带数据处理芯片的第三输入端和第三输出端分别与所述以太网功能转换模块的第一输出端和第一输入端连接，所述以太网功能转换模块的第二输入端和第二输出端分别与所述多口交换机的第一输出端和第一输入端连接，所述多口交换机的第二输入端和第二输出端分别与所述第一RJ45接口的输出端和输入端连接；
所述前端设备包括第二RF天线、第二双向射频功放、通道选择器、传输通道、1000base交换机、主控CPU和第二RJ45接口；所述传输通道包括第二收发变频芯片和第二基带数据处理芯片；所述第二RF天线与所述第一RF天线结构相同，所述第二双向射频功放与所述第一双向射频功放结构相同，所述第二收发变频芯片与所述第一收发变频芯片结构相同，所述第二基带数据处理芯片与所述第一基带数据处理芯片结构相同，所述第二RJ45接口与所述第一RJ45接口结构相同；所述第二RF天线的输入端和输出端分别与所述第二双向射频功放的第一输出端和第一输入端连接，所述第二双向射频功放的第二输入端和第二输出端分别与所述通道选择器的第一输出端和第一输入端连接，所述通道选择器的第二输入端和第二输出端分别与所述第二收发变频芯片的第一输出端和第一输入端连接，所述第二收发变频芯片的第二输入端和第三输入端分别与所述第二基带数据处理芯片的第一输出端和第二输出端连接,所述第二收发变频芯片的第二输出端和第三输出端分别与所述第二基带数据处理芯片的第一输入端和第二输入端连接，所述第二基带数据处理芯片的第三输入端和第三输出端分别与所述1000base交换机的第一输出端和第一输入端连接，所述1000base交换机的第二输入端和第二输出端分别与所述主控CPU的输出端和输入端连接，所述1000base交换机的第三输出端和第三输入端分别与所述第二RJ45接口的输入端和输出端连接。
终端设备接收信号时，通过第一RF天线接收信号，然后由第一双向射频功放对信号进行处理并将处理后的信号发送给第一收发变频芯片，第一收发变频芯片对信号进行LNA放大处理后，经过下变频后输出中频信号，然后被第一基带数据处理芯片采集并经过FFT变换后，由内部运算解调出调制的数据，再经过MAC处理后依次通过以太网功能转换模块、多口交换机和第一RJ45接口输出；
终端设备发射信号时，以太网的信号依次经过第一RJ45接口、多口交换机和以太网功能转换模块后进入第一基带数据处理芯片，第一基带数据处理芯片对数据进行MAC电路编码处理后，进行QPSK和QAM调制，经过内部变换输出OFDM波形，然后传输给第一收发变频芯片，在收发变频芯片上变频处理得到700MHz-1100MHz信号，通过第一双向射频功放进行放大后由第一RF天线输出。
前端设备接收信号时，通过第二RF天线接收信号，然后由第二双向射频功放对信号进行处理，通过通道选择器，选择通道后发送给相应通道的第二收发变频芯片，第二收发变频芯片对信号进行LNA放大处理后，经过下变频后输出中频信号，然后被第二基带数据处理芯片采集并经过FFT变换后，由内部运算解调出调制的数据，再经过MAC处理后依次通过1000base交换机和第二RJ45接口输出，1000base交换机在主控CPU的控制下工作；
前端设备发射信号时，以太网的信号依次经过第二RJ45接口和1000base交换机后进入第二基带数据处理芯片，第二基带数据处理芯片对数据进行MAC电路编码处理后，进行QPSK和QAM调制，经过内部变换输出OFDM波形，然后传输给第二收发变频芯片，在第二收发变频芯片上变频处理得到700MHz-1100MHz信号，在通道选择器选择下，通过第二双向射频功放放大后由第二RF天线输出；
通过基带数据处理芯片和收发变频芯片将以太网数据转变成可由RF天线收发的无线信号，既解决了长距离以太网传输布线难度大的问题，又节约了布线成本。
优选地，所述前端设备包括多个分别与所述通道选择器和1000base交换机连接的传输通道。
前端设备可以由包括第二收发变频芯片和第二基带数据处理芯片的多个传输通道构成，这样可以成倍扩大数据传输的带宽，前端设备可以同时连接多个终端设备，每个终端设备可以和前端设备进行以太网通讯，多路的以太网数据在1000base交换机的协调下进行汇聚。
优选地，所述第一双向射频功放包括功率放大器和带通滤波器，所述功率放大器的输出频率为700MHz-1100MHz，所述功率放大器的输出端与所述带通滤波器的第一输入端连接；所述带通滤波器的第二输入端为所述第一双向射频功放的第一输入端，所述带通滤波器的第一输出端为所述第一双向射频功放的第一输出端，所述带通滤波器的第二输出端为所述第一双向射频功放的第二输出端，所述功率放大器的第一输入端为所述第一双向射频功放的第二输入端。
在覆盖方面，目前700MHz频段的范围从698MHz～806MHz低频段较高频段具有信号传播损耗低、覆盖广、穿透力强等优势特性，适合大范围网络覆盖，能够降低组网成本。例如在农村环境下，对于TD-LTE系统而言，低频段的700MHz系统覆盖半径约为2.6GHz系统的3～4倍，覆盖面积约为2.6GHz系统的10倍。室外环境下，700MHz系统的平均信号强度比2.6GHz系统强约20dB。
700MHz的频率是比较理想的频率，700MHz频段处于低频段，具有信号覆盖广、穿透力强等特性，适合大范围网络覆盖，组网成本低，因此被国际公认为“数字红利”频段。
双向射频功放采用TDD方式工作，收发共用一个天线，采用TDD工作方式因其有如下特点：
1.不需要成对的频率，能使用各种频率资源，适用于不对称的上下行数据传输速率，特别适用于IP型的数据业务；
2.上下行工作于同一频率，电波传播的对称特性使之便于使用；
3.设备成本较低，比FDD系统低20％-50％。用智能天线等新技术，达到提高性能、降低成本的目的。
优选地，所述第一收发变频芯片包括用于发送信号的HINOC-PA(功率放大器)、用于接收信号的HINOC-LNA(低噪声放大器)、第一Mixer(混频器)、第二Mixer、第三Mixer、第四Mixer、PLL本振器、第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器、第四滤波器；所述HINOC-PA的输出端为所述第一收发变频芯片的第一输出端，所述HINOC-LNA的输入端为所述第一收发变频芯片的第一输入端；所述HINOC-PA的第一输入端和第二输入端分别连接第一Mixer和第二Mixer的输出端，所述第一Mixer和第二Mixer的第一输入端分别连接第一滤波器和第二滤波器输出端，所述第一滤波器和第二滤波器的输入端分别为第一收发变频芯片的第二输入端和第三输入端；所述HINOC-LNA的第一输出端和第二输出端分别连接第三Mixer和第四Mixer的第一输入端，所述第三Mixer和第四Mixer的输出端分别连接第三滤波器和第四滤波器的输入端，所述第三滤波器和第四滤波器输出端分别为第一收发变频芯片的第二输出端和第三输出端；所述PLL本振器的第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端分别连接所述第一Mixer、第二Mixer、第三Mixer和第四Mixer的第二输入端。
收发变频芯片用于数字混频，采用TDD方式工作，具有接收和发射功能；收发变频芯片用于接收双向射频功放发来的信号，并经过内部LNA放大后下变频输出中频信号给基带数据处理芯片；收发变频芯片还用于接收基带数据处理芯片发来的信号，并经过PA上变频处理得到700MHz-1100MHz信号后发送给双向射频功放。
第一、第二滤波器用于接收基带数据处理芯片发来的信号，通过第一、第二Mixer进行混频后由PA放大信号后发送给双向射频功放；LNA接收到双向射频功放发来的信号后，通过LNA放大后，经过第三、第四Mixer处理后，再通过第三、第四滤波器将信号发送给基带数据处理芯片。
整个收发过程是TDD方式，前端设备在同一时间只有一个传输通道被通道选择器选中进行发射，这样避免了同频干扰。
优选地，所述第一基带数据处理芯片包括D/A(数字/模拟信号转换)、A/D(模拟/数字信号转换)、HINOC-PHY(物理层)、HINOC-MAC、嵌入CPU和SDRAM；所述D/A的第一输出端和第二输出端分别为第一基带数据处理芯片的第一输出端和第二输出端，所述A/D的第一输入端和第二输入端分别为第一基带数据处理芯片的第一输入端和第二输入端，所述D/A的输入端连接HINOC-PHY的第一输出端，所述A/D的输出端连接HINOC-PHY的第一输入端，所述HINOC-PHY的第二输入端和第二输出端分别与HINOC-MAC的第一输出端和第一输入端，所述HINOC-MAC的第二输入端和第二输出端分别与嵌入CPU的第一输出端和第一输入端连接，所述嵌入CPU的第二输入端和第二输出端分别为第一基带数据处理芯片的第三输入端和第三输出端，所述嵌入CPU的第三输入端和第三输出端分别与SDRAM的输出端和输入端连接。
将以太网数据转换成RF信号进行传输，其中要解决的最大的问题就是基带数据处理和数模间的转换，本发明采用自主研发的基带数据处理芯片，由HINOC-MAC完成以太网数据的MAC处理，由HINOC-PHY进行物理传输，并通过D/A和A/D进行相应的数模和模数转换。
一种如上述基于700MHz-1100MHz可变频率的无线非视距千兆以太网传输系统的传输方法，包括终端设备向前端设备发送信号的方法和前端设备向终端设备发送信号的方法；
终端设备向前端设备发送信号方法如下：
S100、对终端设备收到的以太网信号进行MAC处理后输出；
S101、对S100处理后的信号进行D/A转换、QPSK和QAM调制，输出OFDM波形；
S102、对S101处理后的OFDM波形进行滤波、混频和功率放大上变频后输出；
S103、对S102处理后的信号进行放大、滤波后经过RF天线输出；
S104、将前端设备的RF天线接收到的信号进行滤波，然后经过通道选择器选择相应通道后输出；
S105、将S104处理后的信号进行低噪声放大下变频后输出中频信号，对中频信号进行混频、滤波后输出；
S106、对S105处理后的信号进行A/D转换、解码后输出；
S107、对S106处理后的信号进行MAC处理后输出到以太网；
前端设备向终端设备发送信号方法如下：
S200、对前端设备收到的以太网信号进行MAC处理后输出；
S201、对S200处理后的信号进行D/A转换、QPSK和QAM调制，输出OFDM波形；
S202、对S201处理后的OFDM波形进行滤波、混频和功率放大上变频后输出至通道选择器；
S203、对S202处理后的信号进行放大、滤波后经过RF天线输出；
S204、将终端设备的RF天线接收到的信号进行滤波后输出；
S205、将S204处理后的信号进行低噪声放大下变频后输出中频信号，对中频信号进行混频、滤波后输出；
S206、对S205处理后的信号进行A/D转换、解码后输出；
S207、对S206处理后的信号进行MAC处理后输出到以太网。
本发明的有益效果是：
1、通过基带数据处理芯片和收发变频芯片将以太网数据转变成可由RF天线收发的无线信号，既解决了长距离以太网传输布线难度大的问题，又节约了布线成本；
2、前端设备可以由包括第二收发变频芯片和第二基带数据处理芯片的多个传输通道构成，这样可以成倍扩大数据传输的带宽；
3、采用TDD的工作方式，不需要成对的频率，能使用各种频率资源，适用于不对称的上下行数据传输速率，特别适用于IP型的数据业务；上下行工作于同一频率，电波传播的对称特性使之便于使用；设备成本较低，比FDD系统低20％-50％。用智能天线等新技术，达到提高性能、降低成本的目的
4、使用700MHz-1100MHz频段，该频段处于低频段，具有信号覆盖广、穿透力强等特性，适合大范围网络覆盖，组网成本低；
5、在同一时间，前端设备只有一个传输通道被通道选择器选中进行发射，这样避免了同频干扰，每个终端设备可以和前端设备进行以太网通讯，多路的以太网数据在1000base交换机的协调下进行汇聚。
附图说明
图1为本发明实施例的终端结构示意图；
图2为本发明实施例的前端结构示意图；
图3为本发明中终端设备向前端设备发送信号的方法示意图；
图4为本发明中前端设备向终端设备发送信号的方法示意图；
附图说明：1100-第一RF天线，1200-第一双向射频功放，1201-带通滤波器，1202-功率放大器，1300-第一收发变频芯片，1301-HINOC-PA，1302-HINOC-LNA，1303-第一Mixer,1304-第二Mixer，1305-第三Mixer，1306-第四Mixer，1307-PLL本振器，1308-第一滤波器，1309-第二滤波器，1310-第三滤波器，1311-第四滤波器，1400-第一基带数据处理芯片，1401-D/A，1402-A/D，1403-HINOC-PHY，1404-HINOC-MAC，1405-嵌入CPU，1406-SDRAM，1500-以太网功能转换模块，1600-多口交换机，1700-第一RJ45接口，2100-第二RF天线，2200-第二双向射频功放，2300-第二收发变频芯片，2400-第二基带数据处理芯片，2500-通道选择器，2600-1000base交换机，2700-主控CPU，2800-第二RJ45接口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
实施例
如图1、图2所示，一种基于700MHz-1100MHz可变频率的无线非视距千兆以太网传输系统，包括终端设备和前端设备；
所述终端设备包括第一RF天线1100、第一双向射频功放1200、第一收发变频芯片1300、第一基带数据处理芯片1400、以太网功能转换模块1500、多口交换机1600和第一RJ45接口1700；所述第一RF天线1100的输入端和输出端分别与所述第一双向射频功放1200的第一输出端和第一输入端连接，所述第一双向射频功放1200的第二输入端和第二输出端分别与所述第一收发变频芯片1300的第一输出端和第一输入端连接，所述第一收发变频芯片1300的第二输入端和第三输入端分别与所述第一基带数据处理芯片1400的第一输出端和第二输出端连接，所述第一收发变频芯片1300的第二输出端和第三输出端分别与所述第一基带数据处理芯片1400的第一输入端和第二输入端连接，所述第一基带数据处理芯片1400的第三输入端和第三输出端分别与所述以太网功能转换模块1500的第一输出端和第一输入端连接，所述以太网功能转换模块1500的第二输入端和第二输出端分别与所述多口交换机1600的第一输出端和第一输入端连接，所述多口交换机1600的第二输入端和第二输出端分别与所述第一RJ45接口1700的输出端和输入端连接；
所述前端设备包括第二RF天线2100、第二双向射频功放2200、通道选择器2500、传输通道、1000base交换机2600、主控CPU2700和第二RJ45接口2800；所述传输通道包括第二收发变频芯片2300和第二基带数据处理芯片2400；所述第二RF天线2100与所述第一RF天线1100结构相同，所述第二双向射频功放2200与所述第一双向射频功放1200结构相同，所述第二收发变频芯片2300与所述第一收发变频芯片1300结构相同，所述第二基带数据处理芯片2400与所述第一基带数据处理芯片1400结构相同，所述第二RJ45接口2800与所述第一RJ45接口1700结构相同；所述第二RF天线2100的输入端和输出端分别与所述第二双向射频功放2200的第一输出端和第一输入端连接，所述第二双向射频功放2200的第二输入端和第二输出端分别与所述通道选择器2500的第一输出端和第一输入端连接，所述通道选择器2500的第二输入端和第二输出端分别与所述第二收发变频芯片2300的第一输出端和第一输入端连接，所述第二收发变频芯片2300的第二输入端和第三输入端分别与所述第二基带数据处理芯片2400的第一输出端和第二输出端连接,所述第二收发变频芯片2300的第二输出端和第三输出端分别与所述第二基带数据处理芯片2400的第一输入端和第二输入端连接，所述第二基带数据处理芯片2400的第三输入端和第三输出端分别与所述1000base交换机2600的第一输出端和第一输入端连接，所述1000base交换机2600的第二输入端和第二输出端分别与所述主控CPU2700的输出端和输入端连接，所述1000base交换机2600的第三输出端和第三输入端分别与所述第二RJ45接口2800的输入端和输出端连接。
终端设备接收信号时，通过第一RF天线接收信号，然后由第一双向射频功放对信号进行处理并将处理后的信号发送给第一收发变频芯片，第一收发变频芯片对信号进行LNA放大处理后，经过下变频后输出中频信号，然后被第一基带数据处理芯片采集并经过FFT变换后，由内部运算解调出调制的数据，再经过MAC处理后依次通过以太网功能转换模块、多口交换机和第一RJ45接口输出；
终端设备发射信号时，以太网的信号依次经过第一RJ45接口、多口交换机和以太网功能转换模块后进入第一基带数据处理芯片，第一基带数据处理芯片对数据进行MAC电路编码处理后，进行QPSK和QAM调制，经过内部变换输出OFDM波形，然后传输给第一收发变频芯片，在收发变频芯片上变频处理得到700MHz-1100MHz信号，通过第一双向射频功放进行放大后由第一RF天线输出。
前端设备接收信号时，通过第二RF天线接收信号，然后由第二双向射频功放对信号进行处理，通过通道选择器，选择通道后发送给相应通道的第二收发变频芯片，第二收发变频芯片对信号进行LNA放大处理后，经过下变频后输出中频信号，然后被第二基带数据处理芯片采集并经过FFT变换后，由内部运算解调出调制的数据，再经过MAC处理后依次通过1000base交换机和第二RJ45接口输出，1000base交换机在主控CPU的控制下工作；
前端设备发射信号时，以太网的信号依次经过第二RJ45接口和1000base交换机后进入第二基带数据处理芯片，第二基带数据处理芯片对数据进行MAC电路编码处理后，进行QPSK和QAM调制，经过内部变换输出OFDM波形，然后传输给第二收发变频芯片，在第二收发变频芯片上变频处理得到700MHz-1100MHz信号，在通道选择器选择下，通过第二双向射频功放放大后由第二RF天线输出；
通过基带数据处理芯片和收发变频芯片将以太网数据转变成可由RF天线收发的无线信号，既解决了长距离以太网传输布线难度大的问题，又节约了布线成本。
在其中一个实施例中，所述前端设备包括多个分别与所述通道选择器2500和1000base交换机2600连接的传输通道。
前端设备可以由包括第二收发变频芯片和第二基带数据处理芯片的多个传输通道构成，这样可以成倍扩大数据传输的带宽，前端设备可以同时连接多个终端设备，每个终端设备可以和前端设备进行以太网通讯，多路的以太网数据在1000base交换机的协调下进行汇聚。
在另外一个实施例中，所述第一双向射频功放1200包括功率放大器1201和带通滤波器1202，所述功率放大器1201的输出频率为700MHz-1100MHz，所述功率放大器1201的输出端与所述带通滤波器1202的第一输入端连接；所述带通滤波器1202的第二输入端为所述第一双向射频功放1200的第一输入端，所述带通滤波器1202的第一输出端为所述第一双向射频功放1200的第一输出端，所述带通滤波器1202的第二输出端为所述第一双向射频功放1200的第二输出端，所述功率放大器1201的第一输入端为所述第一双向射频功放1200的第二输入端。
在覆盖方面，目前700MHz频段的范围从698MHz～806MHz低频段较高频段具有信号传播损耗低、覆盖广、穿透力强等优势特性，适合大范围网络覆盖，能够降低组网成本。例如在农村环境下，对于TD-LTE系统而言，低频段的700MHz系统覆盖半径约为2.6GHz系统的3～4倍，覆盖面积约为2.6GHz系统的10倍。室外环境下，700MHz系统的平均信号强度比2.6GHz系统强约20dB。
700MHz的频率是比较理想的频率，700MHz频段处于低频段，具有信号覆盖广、穿透力强等特性，适合大范围网络覆盖，组网成本低，因此被国际公认为“数字红利”频段。
双向射频功放采用TDD方式工作，收发共用一个天线，采用TDD工作方式因其有如下特点：
1.不需要成对的频率，能使用各种频率资源，适用于不对称的上下行数据传输速率，特别适用于IP型的数据业务；
2.上下行工作于同一频率，电波传播的对称特性使之便于使；
3.设备成本较低，比FDD系统低20％-50％。用智能天线等新技术，达到提高性能、降低成本的目的。
在另外一个实施例中，所述第一收发变频芯片1300包括用于发送信号的HINOC-PA1301、用于接收信号的HINOC-LNA1302、第一Mixer1303、第二Mixer1304、第三Mixer1305、第四Mixer1306、PLL本振器1307、第一滤波器1308、第二滤波器1309、第三滤波器1310、第四滤波器1311；所述HINOC-PA1301的输出端为所述第一收发变频芯片1300的第一输出端，所述HINOC-LNA1302的输入端为所述第一收发变频芯片1300的第一输入端；所述HINOC-PA1301的第一输入端和第二输入端分别连接第一Mixer1303和第二Mixer1304的输出端，所述第一Mixer1303和第二Mixer1304的第一输入端分别连接第一滤波器1308和第二滤波器1309输出端，所述第一滤波器1308和第二滤波器1309的输入端分别为第一收发变频芯片1300的第二输入端和第三输入端；所述HINOC-LNA1302的第一输出端和第二输出端分别连接第三Mixer1305和第四Mixer1306的第一输入端，所述第三Mixer1305和第四Mixer1306的输出端分别连接第三滤波器1310和第四滤波器1311的输入端，所述第三滤波器1310和第四滤波器1311输出端分别为第一收发变频芯片1300的第二输出端和第三输出端；所述PLL本振器1307的第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端分别连接所述第一Mixer1303、第二Mixer1304、第三Mixer1305和第四Mixer1306的第二输入端。
收发变频芯片用于数字混频，采用TDD方式工作，具有接收和发射功能；收发变频芯片用于接收双向射频功放发来的信号，并经过内部LNA放大后下变频输出中频信号给基带数据处理芯片；收发变频芯片还用于接收基带数据处理芯片发来的信号，并经过PA上变频处理得到700MHz-1100MHz信号后发送给双向射频功放。
第一、第二滤波器用于接收基带数据处理芯片发来的信号，通过第一、第二Mixer进行混频后由PA放大信号后发送给双向射频功放；LNA接收到双向射频功放发来的信号后，通过LNA放大后，经过第三、第四Mixer处理后，再通过第三、第四滤波器将信号发送给基带数据处理芯片。
整个收发过程是TDD方式，前端设备在同一时间只有一个传输通道被通道选择器选中进行发射，这样避免了同频干扰。
在另外一个实施例中，所述第一基带数据处理芯片1400包括D/A1401、A/D1402、HINOC-PHY1403、HINOC-MAC1404、嵌入CPU1405和SDRAM1406；所述D/A1401的第一输出端和第二输出端分别为第一基带数据处理芯片1400的第一输出端和第二输出端，所述A/D1402的第一输入端和第二输入端分别为第一基带数据处理芯片1400的第一输入端和第二输入端，所述D/A1401的输入端连接HINOC-PHY1403的第一输出端，所述A/D1402的输出端连接HINOC-PHY1403的第一输入端，所述HINOC-PHY1403的第二输入端和第二输出端分别与HINOC-MAC1404的第一输出端和第一输入端，所述HINOC-MAC1404的第二输入端和第二输出端分别与嵌入CPU1405的第一输出端和第一输入端连接，所述嵌入CPU1405的第二输入端和第二输出端分别为第一基带数据处理芯片1400的第三输入端和第三输出端，所述嵌入CPU1405的第三输入端和第三输出端分别与SDRAM1406的输出端和输入端连接。
一种如上述基于700MHz-1100MHz可变频率的无线非视距千兆以太网传输系统的传输方法，包括终端设备向前端设备发送信号的方法和前端设备向终端设备发送信号的方法；
如图3所示，终端设备向前端设备发送信号方法如下：
S100、对终端设备收到的以太网信号进行MAC处理后输出；
S101、对S100处理后的信号进行D/A转换、QPSK和QAM调制，输出OFDM波形；
S102、对S101处理后的OFDM波形进行滤波、混频和功率放大上变频后输出；
S103、对S102处理后的信号进行放大、滤波后经过RF天线输出；
S104、将前端设备的RF天线接收到的信号进行滤波，然后经过通道选择器选择相应通道后输出；
S105、将S104处理后的信号进行低噪声放大下变频后输出中频信号，对中频信号进行混频、滤波后输出；
S106、对S105处理后的信号进行A/D转换、解码后输出；
S107、对S106处理后的信号进行MAC处理后输出到以太网；
如图4所示，前端设备向终端设备发送信号方法如下：
S200、对前端设备收到的以太网信号进行MAC处理后输出；
S201、对S200处理后的信号进行D/A转换、QPSK和QAM调制，输出OFDM波形；
S202、对S201处理后的OFDM波形进行滤波、混频和功率放大上变频后输出至通道选择器；
S203、对S202处理后的信号进行放大、滤波后经过RF天线输出；
S204、将终端设备的RF天线接收到的信号进行滤波后输出；
S205、将S204处理后的信号进行低噪声放大下变频后输出中频信号，对中频信号进行混频、滤波后输出；
S206、对S205处理后的信号进行A/D转换、解码后输出；
S207、对S206处理后的信号进行MAC处理后输出到以太网；
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于700MHz-1100MHz可变频率的无线非视距千兆以太网传输系统，其特征在于，包括终端设备和前端设备；
所述终端设备包括第一RF天线、第一双向射频功放、第一收发变频芯片、第一基带数据处理芯片、以太网功能转换模块、多口交换机和第一RJ45接口；所述第一RF天线的输入端和输出端分别与所述第一双向射频功放的第一输出端和第一输入端连接，所述第一双向射频功放的第二输入端和第二输出端分别与所述第一收发变频芯片的第一输出端和第一输入端连接，所述第一收发变频芯片的第二输入端和第三输入端分别与所述第一基带数据处理芯片的第一输出端和第二输出端连接，所述第一收发变频芯片的第二输出端和第三输出端分别与所述第一基带数据处理芯片的第一输入端和第二输入端连接，所述第一基带数据处理芯片的第三输入端和第三输出端分别与所述以太网功能转换模块的第一输出端和第一输入端连接，所述以太网功能转换模块的第二输入端和第二输出端分别与所述多口交换机的第一输出端和第一输入端连接，所述多口交换机的第二输入端和第二输出端分别与所述第一RJ45接口的输出端和输入端连接；
所述前端设备包括第二RF天线、第二双向射频功放、通道选择器、传输通道、1000base交换机、主控CPU和第二RJ45接口；所述传输通道包括第二收发变频芯片和第二基带数据处理芯片；所述第二RF天线与所述第一RF天线结构相同，所述第二双向射频功放与所述第一双向射频功放结构相同，所述第二收发变频芯片与所述第一收发变频芯片结构相同，所述第二基带数据处理芯片与所述第一基带数据处理芯片结构相同，所述第二RJ45接口与所述第一RJ45接口结构相同；所述第二RF天线的输入端和输出端分别与所述第二双向射频功放的第一输出端和第一输入端连接，所述第二双向射频功放的第二输入端和第二输出端分别与所述通道选择器的第一输出端和第一输入端连接，所述通道选择器的第二输入端和第二输出端分别与所述第二收发变频芯片的第一输出端和第一输入端连接，所述第二收发变频芯片的第二输入端和第三输入端分别与所述第二基带数据处理芯片的第一输出端和第二输出端连接,所述第二收发变频芯片的第二输出端和第三输出端分别与所述第二基带数据处理芯片的第一输入端和第二输入端连接，所述第二基带数据处理芯片的第三输入端和第三输出端分别与所述1000base交换机的第一输出端和第一输入端连接，所述1000base交换机的第二输入端和第二输出端分别与所述主控CPU的输出端和输入端连接，所述1000base交换机的第三输出端和第三输入端分别与所述第二RJ45接口的输入端和输出端连接。
2.根据权利要求1所述基于700MHz-1100MHz可变频率的无线非视距千兆以太网传输系统，其特征在于，所述前端设备包括多个分别与所述通道选择器和1000base交换机连接的传输通道。
3.根据权利要求1或2所述基于700MHz-1100MHz可变频率的无线非视距千兆以太网传输系统，其特征在于，所述第一双向射频功放包括功率放大器和带通滤波器，所述功率放大器的输出频率为700MHz-1100MHz，所述功率放大器的输出端与所述带通滤波器的第一输入端连接；所述带通滤波器的第二输入端为所述第一双向射频功放的第一输入端，所述带通滤波器的第一输出端为所述第一双向射频功放的第一输出端，所述带通滤波器的第二输出端为所述第一双向射频功放的第二输出端，所述功率放大器的第一输入端为所述第一双向射频功放的第二输入端。
4.根据权利要求1或2所述基于700MHz-1100MHz可变频率的无线非视距千兆以太网传输系统，其特征在于，所述第一收发变频芯片包括用于发送信号的HINOC-PA、用于接收信号的HINOC-LNA、第一Mixer、第二Mixer、第三Mixer、第四Mixer、PLL本振器、第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器、第四滤波器；所述HINOC-PA的输出端为所述第一收发变频芯片的第一输出端，所述HINOC-LNA的输入端为所述第一收发变频芯片的第一输入端；所述HINOC-PA的第一输入端和第二输入端分别连接第一Mixer和第二Mixer的输出端，所述第一Mixer和第二Mixer的第一输入端分别连接第一滤波器和第二滤波器输出端，所述第一滤波器和第二滤波器的输入端分别为第一收发变频芯片的第二输入端和第三输入端；所述HINOC-LNA的第一输出端和第二输出端分别连接第三Mixer和第四Mixer的第一输入端，所述第三Mixer和第四Mixer的输出端分别连接第三滤波器和第四滤波器的输入端，所述第三滤波器和第四滤波器输出端分别为第一收发变频芯片的第二输出端和第三输出端；所述PLL本振器的第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端分别连接所述第一Mixer、第二Mixer、第三Mixer和第四Mixer的第二输入端。
5.根据权利要求1或2所述基于700MHz-1100MHz可变频率的无线非视距千兆以太网传输系统，其特征在于，所述第一基带数据处理芯片包括D/A、A/D、HINOC-PHY、HINOC-MAC、嵌入CPU和SDRAM；所述D/A的第一输出端和第二输出端分别为第一基带数据处理芯片的第一输出端和第二输出端，所述A/D的第一输入端和第二输入端分别为第一基带数据处理芯片的第一输入端和第二输入端，所述D/A的输入端连接HINOC-PHY的第一输出端，所述A/D的输出端连接HINOC-PHY的第一输入端，所述HINOC-PHY的第二输入端和第二输出端分别与HINOC-MAC的第一输出端和第一输入端，所述HINOC-MAC的第二输入端和第二输出端分别与嵌入CPU的第一输出端和第一输入端连接，所述嵌入CPU的第二输入端和第二输出端分别为第一基带数据处理芯片的第三输入端和第三输出端，所述嵌入CPU的第三输入端和第三输出端分别与SDRAM的输出端和输入端连接。
6.一种如权利要求1所述基于700MHz-1100MHz可变频率的无线非视距千兆以太网传输系统的传输方法，其特征在于，包括终端设备向前端设备发送信号的方法和前端设备向终端设备发送信号的方法；
终端设备向前端设备发送信号方法如下：
S100、对终端设备收到的以太网信号进行MAC处理后输出；
S101、对S100处理后的信号进行D/A转换、QPSK和QAM调制，输出OFDM波形；
S102、对S101处理后的OFDM波形进行滤波、混频和功率放大上变频后输出；
S103、对S102处理后的信号进行放大、滤波后经过RF天线输出；
S104、将前端设备的RF天线接收到的信号进行滤波，然后经过通道选择器选择相应通道后输出；
S105、将S104处理后的信号进行低噪声放大下变频后输出中频信号，对中频信号进行混频、滤波后输出；
S106、对S105处理后的信号进行A/D转换、解码后输出；
S107、对S106处理后的信号进行MAC处理后输出到以太网；
前端设备向终端设备发送信号方法如下：
S200、对前端设备收到的以太网信号进行MAC处理后输出；
S201、对S200处理后的信号进行D/A转换、QPSK和QAM调制，输出OFDM波形；
S202、对S201处理后的OFDM波形进行滤波、混频和功率放大上变频后输出至通道选择器；
S203、对S202处理后的信号进行放大、滤波后经过RF天线输出；
S204、将终端设备的RF天线接收到的信号进行滤波后输出；
S205、将S204处理后的信号进行低噪声放大下变频后输出中频信号，对中频信号进行混频、滤波后输出；
S206、对S205处理后的信号进行A/D转换、解码后输出；
S207、对S206处理后的信号进行MAC处理后输出到以太网。
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Denomination of invention: Wireless non line of sight Gigabit Ethernet transmission system based on 700MHz-1100MHz variable frequency and its transmission method Effective date of registration: 20181102 Granted publication date: 20180223 Pledgee: Bank of Guiyang Limited by Share Ltd. Chengdu Qingyang branch Pledgor: SICHUAN TELECAST TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: 2018510000117 |
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Date of cancellation: 20200319 Granted publication date: 20180223 Pledgee: Bank of Guiyang Limited by Share Ltd. Chengdu Qingyang branch Pledgor: SICHUAN TELECAST TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: 2018510000117 |
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Denomination of invention: Wireless non line of sight Gigabit Ethernet transmission system based on 700mhz-1100mhz variable frequency and its transmission method Effective date of registration: 20200319 Granted publication date: 20180223 Pledgee: Bank of Guiyang Limited by Share Ltd. Chengdu Qingyang branch Pledgor: SICHUAN TELECAST TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2020980000876 |
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Date of cancellation: 20230320 Granted publication date: 20180223 Pledgee: Bank of Guiyang Limited by Share Ltd. Chengdu Qingyang branch Pledgor: SICHUAN TELECAST TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2020980000876 |
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Denomination of invention: Wireless Non Line of Sight Gigabit Ethernet Transmission System and Transmission Method Based on 700MHz-1100MHz Variable Frequency Effective date of registration: 20230324 Granted publication date: 20180223 Pledgee: Bank of Guiyang Limited by Share Ltd. Chengdu Qingyang branch Pledgor: SICHUAN TELECAST TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2023510000078 |