CN110881194B - 一种基于超高吞吐无线系统的通信方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于超高吞吐无线系统的通信装置，包括无线接入单元，用于通过第一射频单元为无线终端设备提供通信链路，以实现无线接入；无线传输单元，用于与远端无线基站的进行上下行数据传输；无线接入单元与所述无线传输单元之间设有双向数据通信总线和控制线路，无线接入单元对无线传输单元进行监控。还提供了相应的基于超高吞吐无线系统的通信方法。根据本发明将无线接入单元与无线宽带传输单元结合在一起并协同工作，通过设置监控机制，进行智能化监控，有效提升监控效率，避免盲目重启，使得无线接入单元与无线宽带传输单元及正常运行，为实现大范围的无线覆盖提供了便捷高效的技术解决方案。

Description

一种基于超高吞吐无线系统的通信方法及装置

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种基于超高吞吐无线系统的通信方法及装置。

背景技术

WIFI技术是当前使用的最流行的无线局域网技术，WIFI路由对于局域网组网扮演着重要角色，但是WIFI路由本身有用户数受限，竞争信道导致传输恶化的缺陷，为了能发挥WIFI的优势，同时有能便于区域大规模组网，满足多用户复杂场景的需求，设计了一种超高吞吐无线通信技术(EUHT，Enhanced Ultra-High Throughput)转WIFI的桥接方案，通过EUHT组成局域网，然后通过WIFI技术，建立热点，满足家庭WIFI终端上网的需求。

该技术方案的应用场景主要在山区村落聚集区，老旧城镇棚户区，丘陵草原牧区等区域(简称山棚草三区)的网络覆盖，在这些区域，有共同的特点是，交通不便，居住分散，施工不方便，这导致通信光缆无法达到每家每户，即使付出很大的成本完成光纤入户，后期的维护也是一笔很大的开销，使用EUHT基站，搭配250个EUHT转WIFI的终端，可以覆盖4.5平方公里的区域，基本满足一个行政村落区域的网络覆盖,解决国家网络覆盖所谓的最后一公里问题。

如何实现超高吞吐无线通信系统与现有的WIFI等无线接入设备的协同工作，以及正常运行，是所面临的必须解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于超高吞吐无线系统的通信方法及装置，实现超高吞吐无线通信系统与现有的WIFI等无线接入设备的协同工作，以及正常运行。

本发明提供一种基于超高吞吐无线系统的通信装置，包括无线接入单元、无线传输单元、第一射频收发单元和第二射频收发单元；

该无线接入单元，用于通过所述第一射频单元为无线终端设备提供通信链路，以实现无线接入；并具有监控功能，对所述无线传输单元进行监控；

该无线传输单元，用于与远端无线基站的进行上下行数据传输；

所述无线接入单元与所述无线传输单元之间设有双向数据通信总线和控制线路；

第一射频单元，用于与所述无线接入单元连接，实现所述无线接入单元无线与无线用户终端之间的数据收发；

第二射频单元，用于与所述无线传输单元连接，实现与远端无线基站实现高速数据传输。

更适宜地，所述无线接入单元对所述无线传输单元进行监控采用心跳监控方式；

所述无线接入单元发起监控请求，并且接收到所述无线传输单元的响应信号；

向所述无线传输单元发送使能命令，触发所述无线传输单元的心跳监控代码，进入监听状态；

所述无线传输单元监控代码运行之后，会持续的监控自己的状态，并将状态参数发给所述无线接入单元。

其中，所述状态参数包括PLL，ADC，DAC,RF参数。

其中，所述无线传输单元支持40MHz/80MHz系统带宽；和/或，多入多出MIMO方式；和/或,2X2/4X4天线配置。

本发明实施例还提供一种基于超高吞吐无线系统的通信方法，包括：

无线接入单元与无线终端进行无线通信以实现无线接入的步骤；

所述无线接入单元与所述无线传输单元之间设有双向数据通信总线和控制线路,无线接入单元与无线传输单元之间进行数据交换的步骤；

所述无线传输单元与远端无线基站的进行上下行数据传输的步骤；

所述无线接入单元对所述无线传输单元进行监控的步骤。

所述无线接入单元对所述无线传输单元进行监控采用心跳监控方式；

所述无线接入单元发起监控请求，并且接收到所述无线传输单元的响应信号；

向所述无线传输单元发送使能命令，触发所述无线传输单元的心跳监控代码，进入监听状态；

所述无线传输单元监控代码运行之后，会持续的监控自己的状态，并将状态参数发给所述无线接入单元。其中，所述状态参数包括PLL，ADC，DAC,RF参数。

综上，本发明提供的基于超高吞吐无线系统的技术方案，将无线接入单元与无线宽带传输单元结合在一起，通过设置监控机制，有效提升监控效率，可以让心跳监控更灵活，避免一些模式下timeout导致的进程失败，并且主控系统可以自主的，智能化的监控工作状态，避免盲目重启，使得无线接入单元与无线宽带传输单元协同工作及正常运行，为实现大范围的无线覆盖提供了便捷高效的技术解决方案。

为了上述以及相关的目的，一个或多个实施例包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明某些示例性方面，并且其指示的仅仅是各个实施例的原则可以利用的各种方式中的一些方式。其它的益处和新颖性特征将随着下面的详细说明结合附图考虑而变得明显，所公开的实施例是要包括所有这些方面以及它们的等同。

附图说明

图1是本发明提供的一种基于超高吞吐无线系统的通信装置架构示意图；

图2是本发明提供的一种基于超高吞吐无线系统的通信方法流程示意图；

图3是本发明实施例中提供的通信装置系统原理示意图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。

本发明实施例提供一种基于超高吞吐无线系统的通信装,100，如图1所示，包括无线接入单元10、无线传输单元20、第一射频收发单元30和第二射频收发单元40；

无线接入单元10，用于通过第一射频单元30为无线终端设备提供通信链路，以实现无线接入；并具有监控功能，对无线传输单元20进行监控；

无线传输单元20，用于与远端无线基站的进行上下行数据传输；

无线接入单元10与无线传输单元20之间设有双向数据通信总线和控制线路；

第一射频单元，用于与无线接入单元10连接，实现所述无线接入单元无线与无线用户终端之间的数据收发；

第二射频单元，用于与所述无线传输单元连接，实现与远端无线基站实现高速数据传输。

更适宜地，所述无线接入单元对所述无线传输单元进行监控采用心跳监控方式；

所述无线接入单元发起监控请求，并且接收到所述无线传输单元的响应信号；

向所述无线传输单元发送使能命令，触发所述无线传输单元的心跳监控代码，进入监听状态；

所述无线传输单元监控代码运行之后，会持续的监控自己的状态，并将状态参数发给所述无线接入单元。

其中，所述状态参数包括锁相环PLL，数模转换ADC，模数转换DAC,射频RF参数。

其中，所述无线传输单元支持40MHz/80MHz系统带宽；和/或，多入多出MIMO方式；和/或,2X2/4X4天线配置。

参照图2，本发明实施例还提供一种基于超高吞吐无线系统的通信方法，包括：

S11，无线接入单元与无线终端进行无线通信以实现无线接入的步骤；

S12，所述无线接入单元与所述无线传输单元之间设有双向数据通信总线和控制线路,无线接入单元与无线传输单元之间进行数据交换的步骤；

S13，所述无线传输单元与远端无线基站的进行上下行数据传输的步骤；

S14，所述无线接入单元对所述无线传输单元进行监控的步骤。

具体地，所述无线接入单元对所述无线传输单元进行监控采用心跳监控方式；

所述无线接入单元发起监控请求，并且接收到所述无线传输单元的响应信号；

向所述无线传输单元发送使能命令，触发所述无线传输单元的心跳监控代码，进入监听状态；

所述无线传输单元监控代码运行之后，会持续的监控自己的状态，并将状态参数发给所述无线接入单元。其中，所述状态参数包括锁相环PLL，数模转换ADC，模数转换DAC,射频RF参数。

本发明实施例提供的一种一种基于超高吞吐无线系统的通信装置如图3所示，包括无线接入单元WA(Wireless Access)IC、无线传输单元WT(WirelessTransmission)IC、第一射频收发单元RF CI1和第二射频收发单元RF IC2。

WA IC是一颗集成MCU的WIFI芯片，支持802.11b/g/n协议，外围搭配一颗2.4GHz射频前端芯片和用于存放固件的串行接口闪存SPI Flash，WA IC拥有丰富的IO接口，I2C，UART方便扩展，运行UCOS系统，负责系统监控，网络事件上报，EUHT事件中断，网络管理。

WT IC即EUHT基带芯片,支持EUHT 40MHz系统，多入多出MIMO 2X2/4X4天线配置,通过与之相连的SPI FLASH启动固件，配合外围的射频单元RF IC2及前端LNA,PA,SWITCH组成EUHT 40M 2x2系统，可以外接全向天线，该系统负责与EUHT基站的进行上下行无线数据传输，满足可靠的无线网路覆盖。

WA IC与WT IC两个无线通信系统对接，在WA IC中设置一个主控系统，WT IC作为被控系统，由WA IC启动管理，并对WT IC进行监控，并根据监控的被控系统的状态来采取措施，对被动系统进行干预处理。

为了解决强两种方案带来的被控系统WT IC可能的无法重启，和提高监控效率并满足多工作模式场景的需求，提出了一种心跳监控的新技术方案，包含三阶段：上电复位请求，心跳监控准备，心跳监控响应。

在时钟供电完成的情况下，主控系统WA IC等待100ms以后释放复位信号，让WT IC系统加载软件运行，等待1s以后，主控系统可以通过总线I2C或SPI数据或单端信号，对被控系统进行寄存器操作，对应的被控系统一个名称为MON的16bit寄存器,其中1个bit是被控的REQ状态，当REQ＝0时，代表主控系统没有发起监控请求，当REQ＝1时，代表主控端通过I2C/SPI总线或是单端信号(signal level＝1)向被控系统WT IC发起请求，并且设备已经正常识别到了该请求，之后被控系统会根据REQ的状态，返回给主控系统，这个过程也是可以通过总线或单端信号获得，这个放回给主控系统的信号或寄存器值定义ready。当ready＝1表示被控系统已经准备好，这个交互过程是第一阶段是确认设备端接到监控请求，并且主控接收到请求信号，实际WA IC和WT IC的这套系统是通过总线SPI来完成，设备端MON的寄存器MON的REQ的默认值是0，SPI总线将寄存器MON的REQ bit配成1，设备再通过SPI总线发回Ready信号，即MON的RDY寄存器值读到主控这一变，从而了解了设备这边已经通过了主控的请求，可以运行监控这套代码，从而完成了第一阶段，该阶段的增加，可以灵活的通过主控什么时候启动监控系统，在产品的不同阶段，可以灵活的控制产品的烧录、测试、校准等模式下的工作场景。第二阶段是发起监控阶段，主控端通过I2C/SPI总线或是单端信号(signal level＝1)向设备被控发送使能命令，操作MON的enable＝1,使能设备端的心跳监控代码，之后主控WA IC进入监听状态，设备端的MONenable＝1,开始运行监控代码，这部分代码是特别设计的，主要是设备本身监控EUHT的基带，包含PLL，ADC，DAC,RF的参数，当四部分的工作状态都处在正常模式是，每个部分都有一个状态寄存器，状态寄存器都为1时，设备会运行一个MON信号输出，这个信号是个单端CMO信号，输出周期性的脉冲，频率和占空比可以调整，默认输出是1Hz,50％的占空比的PWM信号，当主控的IO监听到MON的上升沿和下降沿到来的时候，主控会做一个de-bounce处理，这里是通用的de-bounce处理，不做过多的描述了，经过了de-bounce处理的信号认为是正常的进入监控模式，这完成了MON的第二阶段，实际的NL6621出发了监控命令，在此之后，WT IC的MON代码会启动，并且将完成EUHT的自检后，发送MON信号给主控，完成了监控系统的开启。接下来是第三阶段，设备的MON代码运行起来之后，会持续的监控自己的状态，和之前的方案相比，MON的监控代码不止完成看门狗的喂狗程序，还要在EUHT的工作过程中监控自身的状态，PLL，ADC，DAC,RF的参数的寄存器状态如果出现改变，设备端会对MON信号做出调整，这个调整是主控软件和设备MON软件约定好的，通过调整占空比和频率，可以让主控发现具体故障部位，对设备的故障做出反应。举个例子，当EUHT的射频功率发送异常，Power detect会检测电压低于200mV,这个时候RF内部的ADC会检测到这个电压低于阈值，从而NR8816的警告会通过SPI传给WT IC,对应的WT IC的对应RF的寄存器会发生变化，从状态1变成0，当MON代码监控到四部分其中的RF参数的寄存器变化，会相应调整MON信号的输出，将占空比50％调整为10％，那主控就会发现<500ms,检测到两个沿，一个上升沿，一个下降沿，这时候主控WA IC就会通过总线发起询问，之后主控可以做一系列的相应处理，发给后台，进行重启等动作。

此第三阶段是重要一环，同普通的看门狗监控方案相比，及时系统没有出现死机，但是工作状态出现异常，MON信号也会通知主控，主控可以选择进行代码更新，或发起重启的方式控制WT IC设备，从而修复EUHT的工作故障，这在以往的看门狗系统或中断系统中是缺失的。

综上，本发明提供的基于超高吞吐无线系统的技术方案，将无线接入单元与无线宽带传输单元结合在一起，通过设置监控机制，有效提升监控效率，可以让心跳监控更灵活，避免一些模式下timeout导致的进程失败，并且主控系统可以自主的，智能化的监控工作状态，避免盲目重启，使得无线接入单元与无线宽带传输单元协同工作及正常运行，为实现大范围的无线覆盖提供了便捷高效的技术解决方案。

本领域技术人员可以明白，这里结合所公开的实施例描述的各种示例性的方法步骤和装置单元均可以电子硬件、软件或二者的结合来实现。为了清楚地示出硬件和软件之间的可交换性，以上对各种示例性的步骤和单元均以其功能性的形式进行总体上的描述。这种功能性是以硬件实现还是以软件实现依赖于特定的应用和整个系统所实现的设计约束。本领域技术人员能够针对每个特定的应用，以多种方式来实现所描述的功能性，但是这种实现的结果不应解释为背离本发明的范围。

结合上述公开的实施例所描述的方法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或者这二者的组合。软件模块可能存在于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其他形式的存储媒质中。一种典型存储媒质与处理器耦合，从而使得处理器能够从该存储媒质中读信息，且可向该存储媒质写信息。在替换实例中，存储媒质是处理器的组成部分。处理器和存储媒质可能存在于一个ASIC中。该ASIC可能存在于一个用户站中。在一个替换实例中，处理器和存储媒质可以作为用户站中的分立组件存在。

根据所述公开的实施例，可以使得本领域技术人员能够实现或者使用本发明。对于本领域技术人员来说，这些实施例的各种修改是显而易见的，并且这里定义的总体原理也可以在不脱离本发明的范围和主旨的基础上应用于其他实施例。以上所述的实施例仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种用于无线通信的心跳监控方法，包括：

第一阶段，主控端对被控端的寄存器的REQ状态位进行操作，当寄存器的REQ状态位为1时，指示所述主控端向所述被控端发起请求，并且设置所述被控端的寄存器的ready位，当所述被控端的寄存器的ready位为1时，指示所述被控端准备好；

第二阶段，所述主控端向所述被控端发送使能命令，使能所述被控端运行心跳监控代码，并且所述主控端进入监听状态，其中，所述心跳监控代码用于监控所述被控端的基带，包括PLL、ADC、DAC、RF的参数，当PLL、ADC、DAC、RF的参数是正常时，所述被控端输出1Hz并且50％占空比的周期性脉冲；以及

第三阶段，响应于PLL、ADC、DAC、RF的参数的寄存器状态出现改变，被控端对MON信号做出调整，通过调整占空比和频率，让主控端发现故障部位，对故障做出反应。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述主控端是无线接入单元，所述被控端是无线传输单元。