CN1620132A - 一种电视、网络传输一体化实现装置 - Google Patents
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Abstract
一种电视、网络传输一体化实现装置，将802.11a/802.11b/802.11g信号调制为0－65MHz信号，并经过阻抗变换，信号放大，滤波，使信号适用于在同轴电缆上传输，可广泛应用在有线电视网传输数据，无线网络的家庭覆盖，数字电视机顶盒，交互电视等各种应用。
Description
一、技术领域
本发明“一种电视、网络传输一体化实现装置”，涉及一种利用同轴电缆传输无线网络信号的装置。
二、背景技术
现在无线网络设备已大量使用，但无线网络使用2.4GHz或5.8GHz的频率，2.4GHz和5.8GHz频率的信号不适应在同轴电缆中传输，衰减大，不能过分配器。
本发明利用有线电视的0-65MHz空闲频率来传输802.11a、802.11b、802.11g的无线网络数据信号。
本发明的优点：
(1)能直接使用无线网络协议，包括数据包的共享冲突处理，网络安全处理等。
(2)频率高达2.4GHz、5.8MHz射频信号，不适应在同轴电缆中传输，而把调制频率降低到0-65MHz后，信号经过同轴电缆的损耗小，能顺利通过同轴电缆和分配器；
(3)2.4GHz、5.8GHz频率几乎沿直线传播，不能绕射衍射，而利用同轴电缆传输低频信号，将信号传输到每个房间，再利用无线网络射频芯片调制，放大，从而完全实现无线网络的完全覆盖。
三、发明内容
本发明包括以下方面：
(1)频率变换：利用正交频分复用或正交调幅或正交相移调制将802.11a、802.11b、802.11g的信号调制到0-65MHz，利用同轴电缆来传输无线网络信号。
(2)阻抗变换：将无线网络信号变成不平衡75欧姆的信号，使信号适用于同轴电缆中传输。
(3)微带线的阻抗变换。
(4)利用低频信号在同轴电缆中传输，到家中再变换到高频2.4GHz或5.8GHz信号或其它频率的信号，实现完全无线网络信号在建筑内完全覆盖。
四、附图说明
图1系统组网图
图2用户端和集中器原理框图
图3频率上变频、下变频原理框图
图4变压器阻抗变换示意图
图5微带阻抗变换示意图
图6利用低频信号在同轴电缆中传输到每一户，到户后再变换到高频2.4GHz或5.8GHz信号或其它频率的信号，实现完全无线网络信号在建筑内完全覆盖
五、具体实施方式
下面为优选实例
(1)组网
如图1所示为一种电视、网络传输一体化实现装置组网图：
108为用户模块输出的以太网线，101为用户模块，102为有线电视分配器，103为同轴电缆，104为楼道内的集中器，105为楼道有线电视间的滤波器，106为集中器输出的以太网线，107为有线电视同轴电缆。
104集中器将以太网信号经调制为无线信号通过103同轴电缆，102分配器，传送至各用户模块101，经用户模块解码后变为以太网信号108传送至用户以太网；
相反用户模块的108以太网信号，经101用户模块调制为宽带模拟信号，再放大，经102分配器，103同轴电缆传输至集中器，经104集中器解调为以太网信号，经106以太网线传送至中心网络，再连接到互联网；
有线电视的频率与本模块调制的宽带模拟信号采用不同的频率，实现分频传输，互不干扰；
两楼道间采用相同的频率，但经过105滤波器连接，将调制的宽带模拟信号滤除，从而减少各楼道间调制信号的相互干扰。
本网络为共享网络，其冲突碰撞直接采用802.11协议中的，CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/CollisionAvoidance载波侦听多址接入/冲突避免)来解决(此为现有技术)。
(2)集中器和用户端设备的组成(权利要求1优选实例)
集中器和用户端设备硬件完全相同，仅软件授权不同。
由201无线网络芯片、202变频调制、206放大器、204变压器、203声表滤波器、205滤波混频器组成。
201中无线网络芯片可采用Realtek公司的RTL8181、RTL8180；TI公司的TNETW1100B、TNETW1130；Broadcast公司的BCM4317、BCM4318、BCM94306M、BCM94309M、BCM94317M、BCM94333、BCM94702、BCM94704、BCM94712等芯片。其功能是实现802.11a、802.11b、802.11g算法，实现CSMA/CA(实现载波侦听多址接入和冲突避免)，同时实现加密算法。201输出口为模拟I/Q输出连接202中的I/Q输入，201的I/Q输入为202的I/Q输出。
202为QAM(Quadrature Amplitude Modulation)正交调幅调制、QPSK(Quatemary Phase Shift keying)正交相移调制、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)正交频分调制。如，MAXIM公司的MAX2450、MAX2451、MAX2900、MAX2901、MAX2902、MAX2903、MAX2904；PHILIPS公司的TDA8050、TDA8051、AD公司的AD9853等芯片。功能将201无线网络芯片输出基带模拟信号，上变频到0-65MHz中的某一段宽带频率，本发明优选实例选用35MHz-44MHz这一段频率，也可使用其它一段频率；相反接收的信号经202下变频后变成I/Q基带信号，送解码芯片进行解码输出。0-65MHz频率适合在同轴电缆中传输，为有线电视传输数据而预留的专用频率，而适用无线网络的开放频段2.4GHz或5.8GHz频段的信号不适应在同轴电缆中传输。
206为线性宽带放大器，如，MAXIM公司的MAX3503、MAX3507、MAX3509、MAX3514、MAX3516、MAX3517、MAX3532等。功能是将上变频后的信号进行放大，以便信号能补偿同轴电缆及信号分配器的衰减。
204中变压器进行阻抗变换。(见权利要求3的优选实例)
203为声表滤波器，功能：滤除有效数据通信外的其它频率信号。
205为滤波混频器，利用滤波混频器将有用的调制信号调制到同轴电缆上，同时将其它的用户端发来的信号，通过带通滤波器混频器接收。
(3)频率调整(权利要求2优选实例，本优选实例上变频频率选择的0-65MHz中的一段35MHz-44MHz)
如图3所示为上、下变频原理框图，本优选实例中采用MAX2450芯片进行上变频和下变频处理。将RTL8181的基带信号变换为35MHz-44MHz的宽带信号后输出，将其它用户端接收的信号滤波后再进行下变频为基带信号，送给RTL8181。
图中309接地、310为从同轴电缆上经带通滤波器后，接收下来的35MHz-44MHz信号，经MAX2450下变频为基带信号，301、302为MAX2450下变频后的振幅差分信号，303、304为下变频后的相位差分信号，送给RTL8181解码。
305、306为从RTL8181输出的基带信号振幅差分信号，307、308为从RTL8181输出基带信号的相位差分信号，经MAX2450上变频为35MHz-44MHz的信号，由311和312差分输出。到下一级放大电路。
小结：本优选实例，采用MAX2450进行频率变换，将RTL8181输出的基带信号经上变频，频率搬移后输出至下一级放大器，同时将从同轴电缆上接收到其它用户的信号下变频到基带信号送给RTL8181进行解码。
(4)阻抗变换(权利要求3优选实例，本优选实例上变频频率选择的0-65MHz中的一段35MHz-44MHz)
在无线网络中，发射的天线的阻抗通常为50欧姆平衡输出，而同轴电缆的阻抗为75欧姆的不平衡输出。如果将射频信号的输出直接接入同轴电缆上将会发生信号反射。严重干扰影响电视的质量，同时无线宽带数据信号也会出错。
利用变压器进行阻抗变换：如图4所示为变压器阻抗变换示意图。401为输入线圈，402为输出线圈，本实例中输入阻抗为50欧姆、输出阻抗为75欧姆。当N1＝10，N2＝12的软磁芯变压器。即可实现35MHz-44MHz频率50欧姆阻抗到75欧姆阻抗变换。402输出的引脚一端接信号地，即可实现不平衡变换。
(5)利用微带实现阻抗变换(权利要求4的优选实例，本优选实例上变频频率选择的0-65MHz中的一段35MHz-44MHz)
如图5所示，A和B为两根印刷板上印制导线，两根导线501端细，502端宽，即可实现阻抗变换。
图中，501端导线宽度为0.2mm，线间间距为0.2mm，在502端线间距0.2mm，线宽为0.5mm，503端阻抗为75欧姆，504端阻抗为50欧姆。
503端到504端可实现75欧姆阻抗到50欧姆阻抗变换。
504端到503端即可实现阻抗75欧姆到50欧姆地阻抗变换。
(6)利用低频信号在同轴电缆中传输到每户再变换为无线射频信号实现家庭完全覆盖(权利要求5优选实例，本优选实例同轴电缆中传输的上变频频率选择35MHz-44MHz)
如图6所示，上半部分为楼道内集中器，下半部分为用户端部分。
楼道集中器：601为以太网输入、输出信号，输入信号经RTL8181变换为802.11基带信号，经611(MAX2450)上变频为35MHz-44MHz的信号，经612(MAX3505)放大后送变压器613，经变换后送混频滤波器614，送至同组电缆，经同轴电缆609传送至各用户端；其它端点经609同轴电缆送来的信号经混频滤波器614滤波后送变压器613进行阻抗变换，送610声表滤波器滤波后，剩下35MHz-44MHz的有效信号，送611芯片MAX2450下变频为基带信号，基带信号送RTL8181进行解码为以太网信号，解码后的信号送给以太网。
用户端部分：经609同轴电缆送来的信号，经602混频滤波器，滤波器后送603变压器进行阻抗变换，再经声表滤波器进行滤波，留下35MHz-44MHz有效频率，送MAX2450进行下变频，下变频后的基带信号送607(PHILIPS芯片SA2400)进行上变频为2.4GHz的频率，再经617(PHILIPS公司的芯片SA2411)放大后送615天线，进行射频发送。
接收的射频信号，经声表滤波器608进行滤波，将2.4GHz有用的信号滤出，送607(PHILIPS公司的芯片SA2400)下变频为基带信号，再经过605(MAX公司的芯片MAX2450)调制为35MHz-44MHz的信号，经604(MAX公司的芯片MAX3505放大)，送变压器603阻抗变换，混频滤波器602滤波为适用同轴电缆传输的信号，通过同轴电缆发送给集中器。
小结：本优选方案将以太网信号→基带信号→35MHz-44MHz→通过同轴电缆传输→35MHz-44MHz→基带信号→上变频2.4GHz→天线，接收与此类似。从而实现了利用35MHz-44MHz在同轴电缆中传送数据到末端在转换为2.4GHz的射频信号，从而实现了无线网络的完全覆盖。
Claims (5)
1、一种电视、网络传输一体化实现装置，其特征是：包括无线网络芯片、变频调制电路、放大器、变压器(或开关)、滤波器、混频滤波器，无线网络射频芯片。
2、根据权利要求1，一种电视、网络传输一体化实现装置，其特征是：频率变换，利用正交频分复用或正交调幅或正交相移调制将802.11a、802.11b、802.11g的信号调制到0-65MHz，利用同轴电缆来传输无线网络信号。
3、根据权利要求1，一种电视、网络传输一体化实现装置，其特征是：将无线网络信号变成不平衡75欧姆的信号，使信号适用于同轴电缆中传输。
4、根据权利要求1、权利要求3所述，一种电视、网络传输一体化实现装置，其特征是：通过两条微带线实现阻抗变换。
5、根据权利要求1，一种电视、网络传输一体化实现装置，其特征是：采用低频信号在同轴电缆中传输，到家中再变换到高频2.4GHz或5.8GHz信号，实现无线网络家庭完全覆盖。
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|---|---|---|---|
| CN 200410055393 CN1620132A (zh) | 2004-09-09 | 2004-09-09 | 一种电视、网络传输一体化实现装置 |
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- 2004-09-09 CN CN 200410055393 patent/CN1620132A/zh active Pending
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