CN204518093U - 一种低功耗的ofdm载波和gfsk无线双模通信芯片 - Google Patents

一种低功耗的ofdm载波和gfsk无线双模通信芯片 Download PDF

Info

Publication number
CN204518093U
CN204518093U CN201520039510.XU CN201520039510U CN204518093U CN 204518093 U CN204518093 U CN 204518093U CN 201520039510 U CN201520039510 U CN 201520039510U CN 204518093 U CN204518093 U CN 204518093U
Authority
CN
China
Prior art keywords
unit
bimodulus
low
modulator
low pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201520039510.XU
Other languages
English (en)
Inventor
范涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BEIJING TEEAPOGEE MICROELECTRONIC Co Ltd
Original Assignee
BEIJING TEEAPOGEE MICROELECTRONIC Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BEIJING TEEAPOGEE MICROELECTRONIC Co Ltd filed Critical BEIJING TEEAPOGEE MICROELECTRONIC Co Ltd
Priority to CN201520039510.XU priority Critical patent/CN204518093U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN204518093U publication Critical patent/CN204518093U/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Transceivers (AREA)

Abstract

本实用新型公开了一种低功耗的OFDM载波和GFSK无线双模通信芯片，芯片同时采用了适合载波抄表的OFDM调制技术和适合无线抄表的GFSK调制技术，单片集成了包括变频和放大单元，滤波单元和模数转换器的低功耗双模模拟前端接收电路，包括OFDM调制解调单元、GFSK调制解调器的低功耗双模调制解调器，双模载波侦听冲突检测CSMA单元，CRC校验和前向纠错FEC单元，存储和接口单元，sigma delta调制器，低功耗锁相环单元和功率放大器单元，包括电压检测和电荷泵的电源管理模块。芯片集成度高，可以在很低的功率效率消耗下，实现可靠的通信性能。

Description

一种低功耗的OFDM载波和GFSK无线双模通信芯片
技术领域
本实用新型涉及双模通信芯片，特别涉及一种低功耗的OFDM电力线通信和GFSK无线通信的双模通信芯片。
背景技术
用电信息采集主要采用的是采用传统的单模通信方式，主流技术主要有电力线通信和微功率无线通信。
电力线通信是利用低压电力线配电网进行载波通信，成本低廉，已经成为智能抄表的主要方式之一。在电力线载波通信中，为了获得更高的速率和抗窄带干扰，采用正交频分复用技术（OFDM）。OFDM把信息分成若干个并行数据流，然后把数据调制到相互正交的单个子载波上进行传输。OFDM减小了码间干扰，提高了频谱利用率，有效的抵抗了窄带干扰。
但是电力线作为通信介质有很多非理想因素：时变性强，等效阻抗变换范围大，信道衰减大，干扰和噪声强等。随着用电设备种类的不断增加，各种变频电器和大功率电器越来越多地使用，OFDM载波通信在一些条件下无法正常通信，尤其是在负载重或者干扰强的条件下。
微功率无线通信采用无线信道作为通信介质，其不受电力线的各种非理想因素的影响，在各种负载重和干扰强的环境下通信效果很好，但是无线信道对于铁皮表箱和一些楼房墙壁比较多的地方，无法正常通信。
采用电力线载波和微功率无线通信的双模通信方式，在电力线干扰和噪声很强或者负载特别重的情况下，电力线无法通信，此时采用无线进行通信，而在无线屏蔽严重，无线通信无法正常工作的情况下，采用电力线进行通信，电力线通信和无线通信由于信道不同，在应用中具有很强的互补性，双模通信方式可以在各种条件下都能够稳定和可靠的通信。
但是双模通信方式由于电力线通信和无线通信方式同时工作，功耗较大，因此需要一种低功耗的双模通信芯片。
实用新型内容
本实用新型目的是提供一种基于OFDM电力线通信和GFSK无线的低功耗的双模通信芯片。
本实用新型的技术方案如下：
一种OFDM电力线通信和GFSK无线通信的双模通信芯片，集成了低压双模模拟前端接收电路，双模调制解调器，双模载波侦听冲突检测CSMA单元，sigma delta调制器，低压锁相环单元，功率放大器单元和电源管理模块，其中低压双模模拟前端接收电路与双模调制解调器相连，双模调制解调器与sigma delta调制器相连，sigma delta调制器与低压锁相环单元相连，低压锁相环单元与功率放大器单元相连，载波侦听冲突检测CSMA单元与双模调制解调器相连；输入信号进入低压双模模拟前端接收电路处理后，进入双模调制解调器单元解调；调制信号从双模调制解调器输出，经过sigma delta调制器后进入低压锁相环单元，然后通过功率放大器单元发送出去。
所述的低压双模模拟前端接收电路包括低压变频和放大单元，低压滤波单元和低压模数转换器，可以极低电压下对OFDM信号GFSK信号进行频率变换、放大、滤波和模数转换，其中低压变频和放大单元与低压滤波单元相连，低压滤波单元与低压模数转换器相连，其中输入信号经过低压变频放大后，输入滤波单元滤波，然后经过模数转换器输出。
所述的低压双模调制解调器包括OFDM调制解调单元和GFSK调制解调器。
所述的电源管理模块包括电源检测单元，电荷泵单元和线性稳压源单元，其中电源检测单元和电荷泵单元相连，电荷泵单元和线性稳压源单元相连，电源检测单元检测电源电压，将结果送入电荷泵单元，电荷泵根据检测结果调整好电压给线性稳压源供电。
附图说明
图1是本实用新型实施的系统框图
图2是本实用新型实施的双模模拟前端电路的框图
图3是本实用新型实施OFDM调制解调器的框图
图4是本实用新型实施的GFSK调制解调器的框图
图5是本实用新型实施的双模CSMA的框图
具体实施方式
本实用新型实施的电路框图如图1。所示低压变频和放大单元101，低压滤波单元102，低压模数转换器103，OFDM调制解调104，GFSK调制解调器105，CRC校验和前向纠错FEC106，存储和接口单元107，sigma delta调制器108，低压锁相环单元109，功率放大器单元110，电源管理模块111和双模载波侦听冲突检测CSMA单元112。所示低压变频和放大单元输出101与低压滤波单元102相连，低压滤波单元102输出与低压模数转换器103，低压模数转换器103输出与OFDM调制解调104和GFSK调制解调器105相连，OFDM调制解调104和GFSK调制解调器105与CRC校验和前向纠错FEC106相连，CRC校验和前向纠错FEC106与存储和接口单元107相连，OFDM调制解调104和GFSK调制解调器105与sigma delta调制器108连接；sigma delta调制器108与低压锁相环单元109连接；低压锁相环单元109输出与功率放大器单元110连接，电源管理模块111为上述各功能单元产生供电电压。
如图2给出低压双模模拟前端的结构框图。所示低压低噪声放大器单元101，低压混频器单元102，低压锁相环单元103，低压自动增益放大单元104，能量检测单元105，低压可调带通滤波器106，低压可调增益放大器107，低压模数转换单元108，能量检测单元109，增益控制单元110。低压低噪声放大器输出101与低压混频器102相连，低压锁相环103的输出与低压混频器102的输入相连，低压混频器102的输出与低压自动增益放大器104的输入相连，低压自动增益放大器104的输出分别与能量检测单元105和低压可调带通滤波器单元106的输入连接；能量检测单元105的输出与低压自动增益控制单元104的控制端连接；低压可调带通滤波器单元106的输出与低压可调增益放大单元107的输入连接；低压可调增益放大单元107的输出分别连接第二能量检测单元110和低压模数转换单元108的输入连接；第二能量检测单元110与增益控制单元108相连，增益控制单元108的输出与低压可调增益放大单元107的增益控制端连接。
如图3给出了OFDM调制解调的框图。分为发送电路和接收电路，发送电路首先对数据进行信道编码，编码后的数据经过外交织运算，增加了数据的随机性，打乱了数据原有的顺序，提高了抗干扰能力；然后进行卷积编码和内交织，提高了数据通信的可靠性。扰码运算提高了数据的随机性，降低了峰均比。调制模块根据配置可实现数据调制，将调制后的数据分配到不同的子载波上，然后经过反傅里叶变换数据从频域变到时域，加上循环前缀，组成发送的数据帧，通过带通滤波器后送到模拟电路。接收过程是发送的逆运算，除了均衡和同步，其他运算完全类似。
如图4给出了GFSK调制解调的框图。分为发送电路和接收电路，发送电路首先对数据进行信道编码，提高了抗干扰能力，然后组成发送的数据帧，通过高斯滤波器后送到sigma delta调制器，然后经过模拟电路发出。接收过程是先经过滤波运算，然后差分运算和降采样后进行滑动窗判决，在判决同时进行位同步和频偏校正提高滑动窗判决的准确性，然后通过帧头进行数据同步，解码将数据还原。
如图5为双模载波侦听冲突监测状态机框图。系统复位后进入空闲状态，若检测到OFDM信号或者GFSK信号则显示接收忙进入接收状态，若无信号时收到发送命令，则进入等待发送状态，若没有上述两个条件，则一直处于空闲状态。接收完成后进入回到空闲状态。等待发送状态时，若检测到OFDM信号或者GFSK信号载波则显示接收忙进入接收状态，若无信号则在等待一段随机时间后进入发送状态，发送一次OFDM载波信号和一次GFSK无线信号后回到空闲状态。
如图6为电源管理模块框图。电源管理模块框图包括电源检测电路，可配置降压型电荷泵电路，为模拟电路提供电源的线性稳压源和为数字电路提供电源的线性稳压源。
芯片的外部电源输入为3.3V电压，电源检测电路用于检测外部电源，当外部电源高于1V时，将可配置电荷泵电路配置为降压模式，将外部输入的电源电压降低为１V并输出给线性稳压源，并保证较高的转换效率，线性稳压源（模拟）用于将１Ｖ电压转换为0.9V并提供给可以工作在0.9V的低压双模模拟前端接受电路和低压锁相环电路，保证了较低的电压和功耗，并且保证了较低的电源噪声，从而不会降低模拟电路的信噪比，线性稳压源（数字）用于将１Ｖ电压转换为0.9V并提供给低压双模调制解调电路和sigma delta电路等数字电路，降低了整个数字电路的功耗。
电源检测电路用于检测外部电源，当外部电源等于1V时，将可配置电荷泵电路配置为旁路模式，将1V的电源直接提供给线性稳压源电路；当外部电源低于0.9V时，将可配置电荷泵电路和线性稳压源都配置为旁路模式，将电源电压直接提供给各模块电路。

Claims (4)

1.一种OFDM电力线通信和GFSK无线通信的双模通信芯片，其特征在于：包括低压双模模拟前端接收电路，双模调制解调器，双模载波侦听冲突检测CSMA单元，sigma delta调制器，低压锁相环单元，功率放大器单元和电源管理模块，其中低压双模模拟前端接收电路与双模调制解调器相连，双模调制解调器与sigma delta调制器相连，sigma delta调制器与低压锁相环单元相连，低压锁相环单元与功率放大器单元相连，载波侦听冲突检测CSMA单元与双模调制解调器相连；输入信号进入低压双模模拟前端接收电路处理后，进入双模调制解调器单元解调；调制信号从双模调制解调器输出，经过sigma delta调制器后进入低压锁相环单元，然后通过功率放大器单元发送出去。
2.如权利要求1所述的一种OFDM电力线通信和GFSK无线通信的双模通信芯片，其特征在于：所述的低压双模模拟前端接收电路包括低压变频和放大单元，低压滤波单元和低压模数转换器，其中低压变频和放大单元与低压滤波单元相连，低压滤波单元与低压模数转换器相连，其中输入信号经过低压变频放大后，输入滤波单元滤波，然后经过模数转换器输出。
3.如权利要求1所述的一种OFDM电力线通信和GFSK无线通信的双模通信芯片，其特征在于：所述的低压双模调制解调器包括OFDM调制解调单元和GFSK调制解调器。
4.如权利要求1所述的一种OFDM电力线通信和GFSK无线通信的双模通信芯片，其特征在于：所述的电源管理模块包括电源检测单元，电荷泵单元和线性稳压源单元，其中电源检测单元和电荷泵单元相连，电荷泵单元和线性稳压源单元相连，电源检测单元检测电源电压，将结果送入电荷泵单元，电荷泵根据检测结果调整好电压给线性稳压源供电。
CN201520039510.XU 2015-01-21 2015-01-21 一种低功耗的ofdm载波和gfsk无线双模通信芯片 Expired - Fee Related CN204518093U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201520039510.XU CN204518093U (zh) 2015-01-21 2015-01-21 一种低功耗的ofdm载波和gfsk无线双模通信芯片

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201520039510.XU CN204518093U (zh) 2015-01-21 2015-01-21 一种低功耗的ofdm载波和gfsk无线双模通信芯片

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN204518093U true CN204518093U (zh) 2015-07-29

Family

ID=53716018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201520039510.XU Expired - Fee Related CN204518093U (zh) 2015-01-21 2015-01-21 一种低功耗的ofdm载波和gfsk无线双模通信芯片

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN204518093U (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104660543A (zh) * 2015-01-22 2015-05-27 北京华强智连微电子有限责任公司 一种低功耗的ofdm载波和gfsk无线双模通信芯片
CN106253952A (zh) * 2016-09-30 2016-12-21 上海斐讯数据通信技术有限公司 一种电力线通信系统及方法
CN112134824A (zh) * 2020-09-21 2020-12-25 易兆微电子(杭州)股份有限公司 一种低复杂度高性能的gfsk解调方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104660543A (zh) * 2015-01-22 2015-05-27 北京华强智连微电子有限责任公司 一种低功耗的ofdm载波和gfsk无线双模通信芯片
CN106253952A (zh) * 2016-09-30 2016-12-21 上海斐讯数据通信技术有限公司 一种电力线通信系统及方法
CN106253952B (zh) * 2016-09-30 2020-02-11 上海斐讯数据通信技术有限公司 一种电力线通信系统及方法
CN112134824A (zh) * 2020-09-21 2020-12-25 易兆微电子(杭州)股份有限公司 一种低复杂度高性能的gfsk解调方法
CN112134824B (zh) * 2020-09-21 2021-06-15 易兆微电子(杭州)股份有限公司 一种低复杂度高性能的gfsk解调方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN204518093U (zh) 一种低功耗的ofdm载波和gfsk无线双模通信芯片
CN105306403A (zh) 一种用于降低ofdm系统发射信号峰均比的方法及系统
CN104539317A (zh) 一种ofdm载波和gfsk无线双模通信芯片
CN204697106U (zh) 一种ofdm电力线载波和gfsk无线双模通信芯片
CN102045133A (zh) 用于无线传感器网络节点的芯片及芯片上的数字基带系统
CN101437006B (zh) 多体制兼容调制解调器装置
CN102325109B (zh) 一种快速fsk解调方法及全数字低功耗实现装置
CN104378129B (zh) 一种用于无人机的地空宽带通信系统
CN201491012U (zh) 基于人体信道的通信芯片
Zhang et al. A low-power OFDM-based wake-up mechanism for IoE applications
CN104333411A (zh) 一种用于无人机遥测、遥控和数传系统
CN201957017U (zh) 低压电力线载波的调制解调设备
CN102938744A (zh) 一种通用串行收发器的实现方法
CN104660543A (zh) 一种低功耗的ofdm载波和gfsk无线双模通信芯片
CN203445873U (zh) 多相电力线载波通信装置
CN203747855U (zh) 数字通信系统的信道质量估计与自适应发送接收装置
CN104393911A (zh) 一种用于无人机的地空窄带通信系统及其方法
CN201118634Y (zh) 成对载波多址调制解调器
CN204362096U (zh) 动力线通讯调制解调装置
CN106027146A (zh) 一种dco-ofdm直流偏置和子载波功率的优化方法
CN203135869U (zh) 宽带电力线载波通信模块
CN102655431B (zh) 一种多模光纤接收电路
CN104821791B (zh) 基于自适应均衡且具有校频功能的解调器装置
CN201185431Y (zh) 相移键控解调器
CN204180059U (zh) 一种用于无人机的地空窄带通信系统

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150729

Termination date: 20170121

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee