CN206353863U - NB‑IoT无线通信装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种NB‑IoT无线通信装置，包括处理器、电源管理模块、存储器、电源输入接口和第一开关；处理器与电源管理模块电连接，存储器通过SPI与处理器通信连接，电源输入接口通过第一开关与电源管理模块电连接；处理器包括基带处理单元和射频单元，基带处理单元和射频单元电连接；射频单元用于接收第一射频信号，并将第一射频信号发送至基带处理单元，基带处理单元用于通过SPI将第一射频信号存储于存储器；处理器还用于在NB‑IoT无线通信装置处于睡眠状态时发送开关信号至第一开关，第一开关用于在接收到开关信号时断开所述电源输入接口与电源管理模块的电连接。本实用新型的NB‑IoT无线通信装置的功耗低，耗电量少。
Description
技术领域
本实用新型涉及通信技术领域，特别涉及一种NB-IoT(基于蜂窝的窄带物联网)无线通信装置。
背景技术
目前，用于高数据速率传输的无线通信模块采用Wi-Fi(无线保真)技术、LTE(一种移动通信技术)、GSM(全球移动通信系统)或WCDMA(一种3G蜂窝网络)实现。但是，现有技术的无线通信模块均存在功耗大，导致的耗电量大的问题，即使在睡眠模式，其耗电量也达到3mA左右，占无线通信模块整体耗电量的很大一部分。从而，现有技术的无线通信模块常因电池电量耗尽而无法进行数据传输。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术的无线通信模块耗电量大的缺陷，提供一种NB-IoT无线通信装置。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种NB-IoT无线通信装置，其特点在于，所述NB-IoT无线通信装置包括处理器、电源管理模块、存储器、电源输入接口和第一开关；
所述处理器与所述电源管理模块电连接，所述存储器通过SPI(串行外设接口)与所述处理器通信连接，所述电源输入接口通过所述第一开关与所述电源管理模块电连接；
所述处理器包括基带处理单元和射频单元，所述基带处理单元和所述射频单元电连接；所述射频单元用于接收第一射频信号，并将所述第一射频信号发送至所述基带处理单元，所述基带处理单元用于通过所述SPI将所述第一射频信号存储于所述存储器；
所述处理器还用于在所述NB-IoT无线通信装置处于睡眠状态时发送开关信号至所述第一开关，所述第一开关用于在接收到所述开关信号时断开所述电源输入接口与所述电源管理模块的电连接。
本方案中，基带处理单元通过SPI将接收到的第一射频信号存储于存储器中，SPI不仅传输速度快，而且功耗低，从而，大大降低了NB-IoT无线通信装置的功耗。另外，第一开关可在NB-IoT无线通信装置处于睡眠状态时通过断开电源输入接口与电源管理模块的电连接，从而避免了睡眠状态下的NB-IoT无线通信装置的耗电，进而延长了NB-IoT无线通信装置的待机时长。
较佳地，所述NB-IoT无线通信装置还包括模数转换单元，与所述处理器电连接。
较佳地，所述NB-IoT无线通信装置还包括数模转换单元，与所述处理器电连接。
较佳地，所述NB-IoT无线通信装置还包括射频前端，与所述射频单元电连接；
所述射频单元还用于通过所述射频前端向外发射第二射频信号。
较佳地，所述射频前端包括接收通路、发射通路、第二开关和天线；
所述接收通路包括第一滤波器，所述第一滤波器的输出端与所述射频单元的接收端电连接，所述第一滤波器的输入端与所述第二开关的第一不动端电连接；
所述发射通路包括依次电连接的射频功率放大器和第二滤波器，所述射频功率放大器的输入端与所述射频单元的发射端电连接，所述第二滤波器的输出端与所述第二开关的第二不动端电连接；
所述第二开关的动端与所述天线电连接；
当所述射频单元接收第一射频信号时，所述动端与所述第一不动端电连接，当所述射频单元发射第二射频信号时，所述动端与所述第二不动端电连接。
较佳地，所述NB-IoT无线通信装置还包括电源调整模块，连接于所述第一开关的输出端和所述射频功率放大器之间；
所述电源调整模块用于获取所述射频功率放大器的工作功率并输出相应的电压值至所述射频功率放大器。
较佳地，所述射频前端还包括两个反向串联的稳压二极管，所述两个反向串联的稳压二极管的一端分别与所述第二开关的动端和所述天线电连接，另一端接地。该两个反向串联的稳压二极管对无线通信装置起到静电保护的作用。
较佳地，所述NB-IoT无线通信装置还包括LDO(低压差线性稳压器)，所述LDO的输入端与所述电源输入接口电连接，输出端与所述处理器电连接。
较佳地，所述处理器还包括SIM(客户识别模块)卡，与所述基带处理单元电连接。
本方案中，SIM卡内嵌于处理器，从而无需额外设计SIM卡座，一方面降低了装置尺寸及生产成本，另一方面避免了SIM卡外部的走线过长造成SIM卡因干扰产生的掉卡问题。
本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型中，基带处理单元通过SPI将接收到的第一射频信号存储于存储器中，SPI不仅传输速度快，而且功耗低，从而，大大降低了NB-IoT无线通信装置的功耗。另外，第一开关可在NB-IoT无线通信装置处于睡眠状态时通过断开电源输入接口与电源管理模块的电连接，从而避免了睡眠状态下的NB-IoT无线通信装置的耗电，进而延长了NB-IoT无线通信装置的待机时长。
附图说明
图1为本实用新型一较佳实施例的NB-IoT无线通信装置的模块示意图。
具体实施方式
下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。
如图1所示，本实施例的NB-IoT无线通信装置包括电源管理模块1、处理器2、存储器3、电源输入接口4、第一开关5和射频前端6。处理器2与电源管理模块1电连接，存储器3通过SPI21与处理器2通信连接，电源输入接口4通过第一开关5与电源管理模块1电连接，电源输入接口用于外接电池10，电池为NB-IoT无线通信装置供电。本实施例的处理器还包括基带处理单元22、射频单元23和SIM卡24。射频单元23分别与基带处理单元22和射频前端6电连接，SIM卡24与基带处理单元22电连接。射频单元23用于接收第一射频信号，并将第一射频信号发送至基带处理单元22，基带处理单元22用于通过SPI21将第一射频信号存储于存储器3；射频单元23还用于通过射频前端6向外发射第二射频信号。SPI不仅传输速度快，而且功耗低，经实践证明，本实施例的NB-IoT无线通信装置最大耗流仅为300mA，功耗低(通信频率可降低至8MHz)，大大降低了装置对电池的需求，也即使用相同电量电池对无线通信装置进行供电的前提下，本实施例的无线通信装置的待机时长更长。另外，本实施例的NB-IoT无线通信装置的接收灵敏度达-135dbm，远远优于GSM或者WCDMA的-110dbm左右的灵敏度，且装置单小区用户支持100000个，远大于传统无线网络的用户数，不用担心用户网络拥堵问题。
本实施例中，处理器还用于在NB-IoT无线通信装置处于睡眠状态时发送开关信号至第一开关5，第一开关5用于在接收到开关信号时断开电源输入接口4与电源管理模块1的电连接。从而避免了睡眠状态下的NB-IoT无线通信装置的耗电，进一步延长了NB-IoT无线通信装置的待机时长。
本实施例中，射频前端包括接收通路、发射通路、第二开关61、天线62和两个反向串联的稳压二极管D。其中，接收通路包括第一滤波器64，第一滤波器64的输出端与射频单元23的接收端电连接，第一滤波器64的输入端与第二开关61的第一不动端电连接；发射通路包括依次电连接的射频功率放大器65和第二滤波器66，射频功率放大器65的输入端与射频单元23的发射端电连接，第二滤波器66的输出端与第二开关61的第二不动端电连接；第二开关61的动端与天线62电连接。当射频单元接收第一射频信号时，动端与第一不动端电连接，此时天线与第一滤波器电连接，天线将接收到的第一射频信号通过第一滤波器发送至射频单元；当射频单元发射第二射频信号时，动端与第二不动端电连接，此时天线与第二滤波器电连接，射频单元将第二射频信号依次通过射频功率放大器、第二滤波器和天线向外发射。两个反向串联的稳压二极管D的一端分别与第二开关的动端和天线电连接，另一端接地，其对无线通信装置起到静电保护的作用。
本实施例中，NB-IoT无线通信装置还包括电源调整模块7(APT DCDC)，连接于第一开关5的输出端和射频功率放大器65之间。电源调整模块用于获取射频功率放大器的工作功率并输出相应的电压值至射频功率放大器，也即若无线通信装置低功率工作，则电源调整模块输出低电压；若无线通信装置高功率工作，则电源调整模块输出高电压。本实施例使用了APT技术，将睡眠状态下的功耗降低到5uA左右，最大限度的降低了装置的功耗，实现超长待机。
本实施例中，NB-IoT无线通信装置还包括LDO11、模数转换单元8和数模转换单元9，LDO的输入端与电源输入接口电连接，输出端与处理器的基带处理单元电连接。模数转换单元和数模转换单元均与处理器电连接。本实施例的无线通信的装置的对外接口可包括供电接口，射频接口，网络灯指示接口，2路串口，ADC(模数转换)接口和DAC(数模转换)接口。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种NB-IoT无线通信装置，其特征在于，所述NB-IoT无线通信装置包括处理器、电源管理模块、存储器、电源输入接口和第一开关；
所述处理器与所述电源管理模块电连接，所述存储器通过SPI与所述处理器通信连接，所述电源输入接口通过所述第一开关与所述电源管理模块电连接；
所述处理器包括基带处理单元和射频单元，所述基带处理单元和所述射频单元电连接；所述射频单元用于接收第一射频信号，并将所述第一射频信号发送至所述基带处理单元，所述基带处理单元用于通过所述SPI将所述第一射频信号存储于所述存储器；
所述处理器还用于在所述NB-IoT无线通信装置处于睡眠状态时发送开关信号至所述第一开关，所述第一开关用于在接收到所述开关信号时断开所述电源输入接口与所述电源管理模块的电连接。
2.如权利要求1所述的NB-IoT无线通信装置，其特征在于，所述NB-IoT无线通信装置还包括模数转换单元，与所述处理器电连接。
3.如权利要求1所述的NB-IoT无线通信装置，其特征在于，所述NB-IoT无线通信装置还包括数模转换单元，与所述处理器电连接。
4.如权利要求1所述的NB-IoT无线通信装置，其特征在于，所述NB-IoT无线通信装置还包括射频前端，与所述射频单元电连接；
所述射频单元还用于通过所述射频前端向外发射第二射频信号。
5.如权利要求4所述的NB-IoT无线通信装置，其特征在于，所述射频前端包括接收通路、发射通路、第二开关和天线；
所述接收通路包括第一滤波器，所述第一滤波器的输出端与所述射频单元的接收端电连接，所述第一滤波器的输入端与所述第二开关的第一不动端电连接；
所述发射通路包括依次电连接的射频功率放大器和第二滤波器，所述射频功率放大器的输入端与所述射频单元的发射端电连接，所述第二滤波器的输出端与所述第二开关的第二不动端电连接；
所述第二开关的动端与所述天线电连接；
当所述射频单元接收第一射频信号时，所述动端与所述第一不动端电连接，当所述射频单元发射第二射频信号时，所述动端与所述第二不动端电连接。
6.如权利要求5所述的NB-IoT无线通信装置，其特征在于，所述NB-IoT无线通信装置还包括电源调整模块，连接于所述第一开关的输出端和所述射频功率放大器之间；
所述电源调整模块用于获取所述射频功率放大器的工作功率并输出相应的电压值至所述射频功率放大器。
7.如权利要求5所述的NB-IoT无线通信装置，其特征在于，所述射频前端还包括两个反向串联的稳压二极管，所述两个反向串联的稳压二极管的一端分别与所述第二开关的动端和所述天线电连接，另一端接地。
8.如权利要求1所述的NB-IoT无线通信装置，其特征在于，所述NB-IoT无线通信装置还包括LDO，所述LDO的输入端与所述电源输入接口电连接，输出端与所述处理器电连接。
9.如权利要求1-8中任意一项所述的NB-IoT无线通信装置，其特征在于，所述处理器还包括SIM卡，与所述基带处理单元电连接。
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