CN202798693U - 无线公网用同频双向数据传输系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于无线传输技术领域，具体涉及一种无线公网用同频双向数据传输系统。本传输系统包括如下组成部分：与一级网光缆和调制解调单元均双向连接的路由器、调制解调单元、发射通道、隔离单元、用于向基站发送和接收信号的天线和接收通道。本实用新型采用TDD工作模式，单机传输数据码流为双向对等49Mbps，作为二级传输网设备可使二级网的投资成本节约80～85％。本实用新型支持TCP/IP、UDP通信协议，IOM/100M自适应，支持全双工和半双工。本实用新型利用定向天线的传输夹角特性，多机并发，使每一个节点的数据传输码流量达500Mbps，覆盖范围城市环境5～8km，可为无线公网的20～30个接入网基站提供数据流量支持。
Description
技术领域
本实用新型属于无线传输技术领域，具体涉及一种无线公网用同频双向数据传输系统。
背景技术
现有的无线公网中，数据交换中心的路由器通过二级光纤网与基站联结，每一个基站再通过无线网络与用户终端联结，同时每一个基站的覆盖半径为80～500m。这种有线光缆加无线网络的结构方式不但造成现有无线公网的投入成本高，而且由于有的城市建设区域无法架设光缆，从而使无线公网的优化覆盖受到很大的制约。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种无线公网用同频双向数据传输系统，其不但投入成本低，而且能够实现无线公网的无间隙覆盖，同时数据传输速率高，通讯质量高。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种无线公网用同频双向数据传输系统，本传输系统包括如下组成部分：
路由器，所述路由器与一级网光缆双向连接，且路由器与调制解调单元双向连接；
调制解调单元，用于对基带信号进行调制并输出中频信号，以及对接收的中频信号进行解调输出基带信号；
发射通道，用于将调制解调单元所输出的中频信号转换成射频信号后输送至隔离单元；
隔离单元，用于将所述发射通道输出的射频信号传输至天线，并将天线接收的射频信号输出至接收通道，以及对接收、发送的射频信号进行隔离；
天线，用于向基站发送射频信号，以及接收自基站传输来的射频信号；
接收通道，用于对所述隔离单元输出的射频信号转换成中频信号后输送至调制解调单元。
本实用新型还可以通过以下方式得以进一步实现：
进一步的，所述天线为定向天线。
优选的，所述定向天线设置为多台，且多台定向天线呈扇形或环形排布以便于向各处传输信号。
进一步的，所述发射通道包括如下单元：
上变频单元，用于将所述调制解调单元输出的中频信号变为射频信号，并将射频信号输出至功放单元，并为功放单元提供激励电平；
功放单元，用于将所述上变频单元输出的射频信号的功率放大至设定的辐射功率，然后将射频信号输出至隔离单元。
进一步的，所述接收通道包括如下单元：
滤波单元，用于对所述隔离单元输出的射频信号进行滤波后输出至自动增益放大单元；
自动增益放大单元，用于对所述滤波单元输出的射频信号进行放大后输出至下变频单元；
下变频单元，用于将自动增益放大单元输出的射频信号变为中频信号，并将中频信号输出至低噪放大器；
低噪放大器，用于对下变频单元输出的中频信号进行放大，并为所述调制解调单元的解调提供幅度满足要求的输入电平。
优选的，所述调制解调单元为基于QAM调制的OFDMA数字载波变换调制解调器。
优选的，所述隔离单元为环形器。
优选的，所述功放单元为数字式高线性功率放大器。
优选的，所述调制解调器上设有RS232密钥注入口。
本实用新型的有益效果在于：
1、本无线公网用同频双向数据传输系统采用同频双工(TDD)工作模式，能够有效节约无线电资源，单机传输数据码流为双向对等49Mbps，以替代光纤作为无线公网的二级传输网设备；可使无线公网单位投资二级网的成本节约80～85％。
2、本无线公网用同频双向数据传输系统支持TCP/IP、UDP通信协议，IOM/100M自适应，支持全双工和半双工；在全双工状态工作时，控制收发功能的时钟为自由时钟。
3、本无线公网用同频双向数据传输系统充分利用定向天线的传输夹角特性，空间分割传输覆盖区域，多机并发，使每一个节点的数据传输码流量达500Mbps，覆盖范围城市环境5～8km，可为无线公网的20～30个接入网基站提供数据流量支持。
4、本实用新型中的调制调制器采用1024QAM调制方式，具备OFDM并行1655个子载波传输性能，在工作中调制器可根据动态信道质量，自动动态选择调制结数，如8QAM、16QAM、64QAM、256QAM等。该调制器采用捷变频率和捷变收发电平软件控制，具备高度智能化。
5、本实用新型中的调制调制器可通过RS232密钥注入口加设128位的密钥码，并可随时更改，保密等级高，同时确保了信息的安全性能。
附图说明
图1、2均是本实用新型的原理框图；
图3是调制调制器的结构图；
图4是数字上变频器的结构图；
图5是数字下变频器的结构图；
图6是数字AGC放大器的结构图；
图7是数字高线性功率放大器的结构图。
图中标注符号的含义如下：
10-调制解调单元 11-路由器 12-一级网光缆
20-上变频单元 30-功放单元 40-隔离单元
50-天线 60-滤波单元 70-自动增益放大单元
80-下变频单元 90-低噪放大器 100-基站
A-发射通道 B-接收通道
具体实施方式
如图1所示，一种无线公网用同频双向数据传输系统，本传输系统包括如下组成部分：
路由器11，所述路由器11与一级网光缆12双向连接，且路由器11与调制解调单元10双向连接；
调制解调单元10，用于对基带信号进行调制并输出中频信号，以及对接收的中频信号进行解调输出基带信号；
发射通道A，用于将调制解调单元10所输出的中频信号转换成射频信号后输送至隔离单元40；
隔离单元40，用于将所述发射通道A输出的射频信号传输至天线50，并将天线50接收的射频信号输出至接收通道B，以及对接收、发送的射频信号进行隔离；
天线50，用于向基站100发送射频信号，以及接收自基站100传输来的射频信号；
接收通道B，用于对所述隔离单元40输出的射频信号转换成中频信号后输送至调制解调单元10。
进一步的，所述天线50为定向天线。
优选的，所述定向天线设置为多台，且多台定向天线呈扇形或环形排布以便于向各处传输信号。
进一步的，所述发射通道A包括如下单元：
上变频单元20，用于将所述调制解调单元10输出的中频信号变为射频信号，并将射频信号输出至功放单元30，并为功放单元30提供激励电平；
功放单元30，用于将所述上变频单元20输出的射频信号的功率放大至设定的辐射功率，然后将射频信号输出至隔离单元40。
进一步的，所述接收通道B包括如下单元：
滤波单元60，用于对所述隔离单元40输出的射频信号进行滤波后输出至自动增益放大单元70；
自动增益放大单元70，用于对所述滤波单元60输出的射频信号进行放大后输出至下变频单元80；
下变频单元80，用于将自动增益放大单元70输出的射频信号变为中频信号，并将中频信号输出至低噪放大器90；
低噪放大器90，用于对下变频单元80输出的中频信号进行放大，并为所述调制解调单元10的解调提供幅度满足要求的输入电平。
优选的，所述调制解调单元10为基于QAM调制的OFDMA数字载波变换调制解调器。
优选的，所述隔离单元40为环形器。
优选的，所述功放单元30为数字式高线性功率放大器。
优选的，所述调制解调器上设有RS232密钥注入口。
下面结合图1～6对本实用新型作进一步详细阐述。
本实用新型为双工型，含接收、发射为一体。
如图1所示，路由器1000Mbps的路由器11与一级网光缆12双向连接，且路由器11传输信号至天线50；天线50也即定向天线呈环形排布以无间隙覆盖传输区域，以实现定向天线和基站100的无线连接。
如图2所示，发射通道A：调制解调单元10将输入的基带信号利用码分多址的方式调制在经傅里叶对单载波分解的1655个子载波上，形成频分复用的OFDM制式，输出一个30.56MHZ的已调波信号。同时由原子钟振荡产生自由时控脉冲，控制整机的收发转换，上变频单元20将IF信号转变为RF信号并放大RF信号至0dbm，功放单元30也即数字式高线性功率放大器将0dbm的信号放大至40dbm经天线发射，占空比为1∶1。
接收通道B：天线50接收的同频空间信号经过通道滤波，以提高抗干扰能力，由低噪并具有AGC功能的运算放大器为下变频单元80提供-10dbm的入口电平，下变频单元80将RF信号变为IF信号，电平为-5dbm～-10dbm输入解调器解调为基带信号，该基带信号再由智能路由器按IP地址分配至终端。
如图3所示，所述的调制解调单元10为基于正交幅度调制(QAM)调制的正交频分多址(OFDMA)数字网络载波变换调制解调器。OFDMA调制采用多址接入方式以解决多个用户共用信道的问题，是一种正交的OFDM调制，也即将一个载波由傅里叶变换的模式形成1655个子载波，基带信号按码分多址的方式分配调制在子载波上，这样每个子载波所携带的数据量就只有7Kbps，有利于在传输过程克服多径干扰和多普勒频移，该调制信号并携带有向前向后纠错的索罗门码和卷积交织码，这些措施的采取可使传输过程的误码率高达10-9以上。而解调过程为调制过程的逆向运算。同时本调制解调器设有RS232密钥注入口，可加128位的密钥码并随机更改，确保了传输信息的安全。本调制解调器由原子钟产生的时控脉冲控制整机收发转换，实现双工。且本调制解调器能智能侦测传输链路的质量状况，并智能加载传输数据量，满负荷可传输100Mbps数据，处于国际领先水平。
如图4、5所示，上变频单元20包括上变频器，下变频单元80包括下变频器。所述上、下变频器为频率转移件，将IF变为RF或将RF变为IF。上、下变频器采用一个高稳定恒温本振源，这样使变频器下变时的IF信号不会产生频率漂移而超过解调器的捕捉范围造成误码。上变频器有放大器为功放单元30提供电平匹配，下变频器与低噪放大器90相连为解调器提供电平匹配。
如图6所示，所述自动增益放大单元70也即数字AGC放大器，该部件的功能是将接收到的空间微弱信号，在抑制噪声的状态放大至下变频器所需的电平，同时运算放大器具有100db的AGC功能，可在接收电平产生大的波动时稳定输出。
所述低噪放大器90为数字中频低噪放大器，也即为缓冲击低噪放大器，以隔离抑制下变频器带来的噪声，并为调制解调单元10提供足够的电平需求。
OFDM调制方式的无线传输对通道有极高的相位噪声和线性保真要求。如图7所示，所述功放单元30采用数字高线性功率放大器，数字高线性功率放大器是产生信号非线性失真的主要部件，该组件末级采用高线性菲利浦公司生产的MS555场效应管，该管动态范围大，线性输出能力强，并采用3db微带分配合成技术，使该组件在额定功率输出时交互调指标达55db以上。在整机使用时该组件功率回退10DB，确保整机线性技术指标。
Claims (8)
1.一种无线公网用同频双向数据传输系统，其特征在于本传输系统包括如下组成部分：
路由器(11)，所述路由器(11)与一级网光缆(12)双向连接，且路由器(11)与调制解调单元(10)双向连接；
调制解调单元(10)，用于对基带信号进行调制并输出中频信号，以及对接收的中频信号进行解调输出基带信号；
发射通道(A)，用于将调制解调单元(10)所输出的中频信号转换成射频信号后输送至隔离单元(40)；
隔离单元(40)，用于将所述发射通道(A)输出的射频信号传输至天线(50)，并将天线(50)接收的射频信号输出至接收通道(B)，以及对接收、发送的射频信号进行隔离；
天线(50)，用于向基站(100)发送射频信号，以及接收自基站(100)传输来的射频信号；
接收通道(B)，用于对所述隔离单元(40)输出的射频信号转换成中频信号后输送至调制解调单元(10)。
2.根据权利要求1所述的无线公网用同频双向数据传输系统，其特征在于：所述天线(50)为定向天线。
3.根据权利要求2所述的无线公网用同频双向数据传输系统，其特征在于：所述定向天线设置为多台，且多台定向天线呈扇形或环形排布以便于向各处传输信号。
4.根据权利要求2所述的无线公网用同频双向数据传输系统，其特征在于所述发射通道(A)包括如下单元：
上变频单元(20)，用于将所述调制解调单元(10)输出的中频信号变为射频信号，并将射频信号输出至功放单元(30)，并为功放单元(30)提供激励电平；
功放单元(30)，用于将所述上变频单元(20)输出的射频信号的功率放大至设定的辐射功率，然后将射频信号输出至隔离单元(40)。
5.根据权利要求2所述的无线公网用同频双向数据传输系统，其特征在于所述接收通道(B)包括如下单元：
滤波单元(60)，用于对所述隔离单元(40)输出的射频信号进行滤波后输出至自动增益放大单元(70)；
自动增益放大单元(70)，用于对所述滤波单元(60)输出的射频信号进行放大后输出至下变频单元(80)；
下变频单元(80)，用于将自动增益放大单元(70)输出的射频信号变为中频信号，并将中频信号输出至低噪放大器(90)；
低噪放大器(90)，用于对下变频单元(80)输出的中频信号进行放大，并为所述调制解调单元(10)的解调提供幅度满足要求的输入电平。
6.根据权利要求1～5任一项所述的无线公网用同频双向数据传输系统，其特征在于：所述调制解调单元(10)为基于QAM调制的OFDMA数字载波变换调制解调器。
7.根据权利要求1～5任一项所述的无线公网用同频双向数据传输系统，其特征在于：所述隔离单元(40)为环形器。
8.根据权利要求4所述的无线公网用同频双向数据传输系统，其特征在于：所述功放单元(30)为数字式高线性功率放大器。
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