CN208891082U - 基于区域宽带无线网络的通信系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于区域宽带无线网络的通信系统，包括背负通信系统、车载通信系统、多用户通信系统和中心站通信系统，其中背负通信系统、车载通信系统和多用户通信系统分别与中心站通信系统无线连接，发送音频和视频信号到中心站通信系统，并接收中心站通信系统发送的音频和视频信号，通过中心站通信系统互相访问。本实用新型具有便携性在野外部署应急通信中，可根据现场情况部署设备，安装携带方便，可背负可车载，可以容易地配置各个采集点、控制点来灵活满足需求；维护方便，当无线通讯发生故障时，只要对信号源以及接受设备进行检修，就能排查问题进行修复，设备维护方便、故障诊断简单，授权入网和加密注册可是无线系统更加安全。

Description

基于区域宽带无线网络的通信系统

技术领域

本实用新型涉及无线通信领域，具体地说是一种基于区域宽带无线网络的通信系统。

背景技术

随着无线通信的快速增长和技术的巨大进步，世界已经走向一个完全互联互通的网络社会。即任何人或任何东西在任何时间和任何地方都可以获得信息和共享数据。由于无线网络技术的迅猛发展，区域宽带无线接入通信系统在各个领域系统得到了广泛的应用。区域宽带无线接入通信系统设备数量大大增加。尤其是无线通信系统的完善，逐步增加了各种无线仪表及控制设备。

然而在大量使用这种无线仪表及设备时，现场设备无线网络在未知的状态下，新增无线设备将会对已有设备造成干扰，或对新增设备造成干扰，容易使其发生同频干扰及邻频干扰，现场设备无线网络只是支持与接入的设备通信，不能与其他设备进行通信，使其只能在接入的无线网络的设备里进行通信，无线设备覆盖范围太小，各个设备之间很难信号覆盖，设备单独自己组网覆盖范围有限，由于无线技术应用环境复杂多变，比如工厂、矿场、学校、部队、城市、山区等这种环境中，有可能会存在树木、汽车、人类等各种障碍物遮挡，在特殊环境没有信号的情况下，最终导致其他网络设备与无线网络内的设备之间网络异常无法通信，所以网络通信流畅就变得极为重要。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种基于区域宽带无线网络的通信系统。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：

基于区域宽带无线网络的通信系统，包括背负通信系统、车载通信系统、多用户通信系统和中心站通信系统，其中

背负通信系统与中心站通信系统无线连接，发送音频和视频信号到中心站通信系统，并接收中心站通信系统发送的音频和视频信号，通过中心站通信系统访问车载通信系统和多用户通信系统；

车载通信系统与中心站通信系统无线连接，发送音频和视频信号到中心站通信系统，并接收中心站通信系统发送的音频和视频信号，通过中心站通信系统访问背负通信系统和多用户通信系统；

多用户通信系统与中心站通信系统无线连接，发送音频和视频信号到中心站通信系统，并接收中心站通信系统发送的音频和视频信号，通过中心站通信系统访问背负通信系统和车载通信系统。

所述背负通信系统包括安卓主板、自组网基带板、LTE基带板、POE交换机、编码卡和电源管理单元，其中

自组网基带板依次通过自组网功率放大器和射频滤波器连接自组网天线，自组网天线接收无线信号后通过射频滤波器进行滤波，将滤波后的无线信号经过自组网功率放大器进行功率放大后发送到自组网基带板；自组网基带板连接 POE交换机，POE交换机与安卓主板连接，将自组网基带板发出的无线信号通过POE交换机发送到安卓主板进行控制；安卓主板对接收到的无线信号处理后，发送控制信号通过POE交换机发送到自组网基带板，并通过自组网功率放大器和射频滤波器后通过自组网天线发射；

LTE基带板依次通过LTE功率放大器和射频滤波器连接LTE天线，LTE天线接收LTE信号后通过射频滤波器进行滤波，将滤波后的LTE信号经过LTE功率放大器进行功率放大后发送到LTE基带板；LTE基带板连接POE交换机，POE 交换机与安卓主板连接，将LTE基带板发出的LTE信号通过POE交换机发送到安卓主板进行控制；安卓主板对接收到的无线信号处理后，发送控制信号通过 POE交换机发送到LTE基带板，并通过LTE功率放大器和射频滤波器后通过LTE 天线发射；

安卓主板通过北斗通信单元连接北斗定位天线，北斗定位天线接收定位信号发送到北斗通信单元，通过北斗通信单元发送到安卓主板；

POE交换机通过编码卡连接HDMI接口，接收主板发送的HDMI信号，通过HDMI接口输出HDMI信号；HDMI接口接收到信号通过编码卡发送到POE 交换机，通过POE交换机给到主板；

电源管理单元的输入端连接电池组，另一端连接POE交换机，为安卓主板、自组网基带板、LTE基带板、POE交换机、北斗通信单元和编码卡进行提供稳压电源。

所述车载通信系统包括主板、自组网基带板、LTE基带板、POE交换机和电源管理单元，其中

自组网基带板依次通过自组网功率放大器和射频滤波器连接自组网天线，自组网天线接收无线信号后通过射频滤波器进行滤波，将滤波后的无线信号经过自组网功率放大器进行功率放大后发送到自组网基带板；自组网基带板连接 POE交换机，POE交换机与主板连接，将自组网基带板发出的无线信号通过POE 交换机发送到主板进行控制；主板对接收到的无线信号处理后，发送控制信号通过POE交换机发送到自组网基带板，并通过自组网功率放大器和射频滤波器后通过自组网天线发射；

LTE基带板依次通过LTE功率放大器和射频滤波器连接LTE天线，LTE天线接收LTE信号后通过射频滤波器进行滤波，将滤波后的LTE信号经过LTE功率放大器进行功率放大后发送到LTE基带板；LTE基带板连接POE交换机，POE 交换机与主板连接，将LTE基带板发出的LTE信号通过POE交换机发送到主板进行控制；主板对接收到的无线信号处理后，发送控制信号通过POE交换机发送到LTE基带板，并通过LTE功率放大器和射频滤波器后通过LTE天线发射；

主板通过北斗通信单元连接北斗定位天线，北斗定位天线接收定位信号发送到北斗通信单元，通过北斗通信单元发送到主板；

电源管理单元的输入端连接电源稳压转换模块，另一端连接POE交换机，为系统中的各个组件进行提供稳压电源。

所述多用户通信系统包括自组网基带板、LTE基带板和POE交换机，其中

自组网基带板依次通过自组网功率放大器和射频滤波器连接自组网天线，自组网天线接收无线信号后通过射频滤波器进行滤波，将滤波后的无线信号经过自组网功率放大器进行功率放大后发送到自组网基带板；自组网基带板连接 POE交换机，将自组网基带板发出的无线信号通过POE交换机发送到网口连接的设备进行控制；

LTE基带板依次通过LTE功率放大器和射频滤波器连接LTE天线，LTE天线接收LTE信号后通过射频滤波器进行滤波，将滤波后的LTE信号经过LTE功率放大器进行功率放大后发送到LTE基带板；LTE基带板连接POE交换机，将 LTE基带板发出的LTE信号通过POE交换机发送到网口连接的设备进行控制；

POE交换机通过若干网络接口接入网络。

所述中心站通信系统包括EPC服务器、CMT服务器、自组网基带板、LTE 基带板和电源降压模块，其中

自组网基带板依次通过自组网功率放大器和射频滤波器连接自组网天线，自组网天线接收无线信号后通过射频滤波器进行滤波，将滤波后的无线信号经过自组网功率放大器进行功率放大后发送到自组网基带板；自组网基带板通过 POE交换机与EPC服务器连接，发送数据信号到EPC服务器；EPC服务器对接收到的数据信号处理后，发送控制信号通过POE交换机发送到自组网基带板，并通过自组网功率放大器和射频滤波器后通过自组网天线发射；自组网基带板通过POE交换机与CMT服务器连接，发送数据信息到CMT服务器；CMT服务器对接收到的数据信息处理后，发送许可和授权信息通过POE交换机发送到自组网基带板，并通过自组网功率放大器和射频滤波器后通过自组网天线发射；

LTE基带板依次通过LTE功率放大器和射频滤波器连接LTE天线，LTE天线接收LTE信号后通过射频滤波器进行滤波，将滤波后的LTE信号经过LTE功率放大器进行功率放大后发送到LTE基带板；LTE基带板连接POE交换机，通过POE交换机与EPC服务器连接，发送数据信号到EPC服务器；EPC服务器对接收到的数据信号处理后，发送控制信号到POE交换机，通过POE交换机发送到LTE基带板，并通过自组网功率放大器和射频滤波器后通过LTE天线发射； LTE基带板通过POE交换机与CMT服务器连接，发送数据信息到CMT服务器； CMT服务器对接收到的数据信息处理后，发送许可和授权信息通过POE交换机发送到LTE基带板，并通过LTE功率放大器和射频滤波器后通过LTE天线发射；

电源降压模块，连接EPC服务器、CMT服务器、自组网基带板、LTE基带板、LTE功率放大器和自组网功率放大器，为其提供电源电压。

所述自组网基带板为ZSJQ-CPE-ZW型号自组网基带板，包含GE接口、S1 接口、对外接口、IPMI接口和UART接口。

GE接口：CC端子与BPL端子之间接口传输信令流与媒体流；

S1接口；S1接口是LTE基站与分组核心网EPC之间的通讯接口；

对外接口：支持对外访问；

IPMI接口：uTCA标准定义的内部外设管理接口；

UART接口:CC端子与SA端子，PM端子之间采用提供系统时钟和射频基准时钟。

所述LTE基带板为ZX-CPE-MB型号LTE基带板，包含GE接口、S1接口、 X2接口、对外接口和IPMI接口；

GE接口：CC端子与BPL端子之间接口传输信令流与媒体流；

S1接口：S1接口是LTE基站与分组核心网EPC之间的通讯接口；

X2接口：支持两个LTE基站之间的信令信息的交互；

对外接口：支持对外访问；

IPMI接口：uTCA标准定义的内部外设管理接口；

UART接口:CC端子与SA端子，PM端子之间采用提供系统时钟和射频基准时钟。

使所述LTE功率放大器到LTE天线的馈线距离最短；使所述自组网功率放大器到自组网天线的馈线距离最短。

所述EPC服务器为HBGK3501型号主板，采用IMX6Q/DL/S处理器，用于接收NAS信令和CN之间的节点信令并负责信令安全，对信令的合法监听，以及在ECM空闲态的UE可达性管理。

所述CMT服务器为HBGK3501型号主板，采用IMX6Q/DL/S处理器，负责信息的存储及控制、专用承载的建立、网络设备接入认证及授权。

所述网络接口为带有自动功耗模式的接口电路，且在端口设有端口防护器件，最大发射功率4W。

所述电池组包括主电池和备用电池，连接电源管理单元，主电池为电源管理单元供电，当主电池更换时，电源管理单元将供电电源切换为备用电池，通过备用电池不间断供电，当主电池更换完成后再切换为主电池供电。

本实用新型具有以下有益效果及优点：

1.本实用新型可对区域宽带无线接入通信的通信，可监测信道内的协议数据、设备信息、网络信息、网络广播、健康报文等；

2.本实用新型把一些带电磁的模块进行单独屏蔽，如功率放大器模块、电源稳压转换模块单独处于不同腔体内，内部贴铜纸屏蔽，减少了模块间的电磁干扰；

3.本实用新型把自组网功放、LTE功放到航插天线的馈线距离做到最短，馈线的折弯也做到最少，以降低信号在传输过程中的损失，保障射频天线的信号强度。

4.本实用新型的背负通信系统将电源控制板为12V直流电，其电源控制板为脉宽调制集成电路，此设计为自动功耗模式且默认处于长接收状态，可大大延长使用寿命，适用于高温度使用范围。

5.本实用新型的背负通信系统采用主电池和备用电池的结构，在主电池切换的过程中启动备用电池，使系统可以持续保持供电状态。

6.本实用新型的背负通信系统将高清传输结构与安卓主板分开，主要是想减轻主板运行压力计散热，通过LTE基带板或者自组网基带板接收的信号通过网络传输给安卓主板，安卓主板可以通过网络给编码卡HDMI输出，相反，当信号通过HDMI信号输入到编码卡，编码卡通过网络信号给到安卓主板，通过LTE基带板和自组网基带板传输给其他设备。

7.本实用新型的多用户通信系统预留多个网口，此设计更好的方便将多台设备接入到区域宽带无线网络通信系统，同时多台设备可以在后端通过多用户设备接入到网络内，并与网络内的其他设备进行通信。

8.本实用新型的中心站通信系统适合于装载机动平台，是宽带无线接入系统的机动节点，为宽带移动用户提供接入，具备宽带业务交换、业务服务和网络管理功能，提供保密的话音、数据、视频等业务，野外部署应急通信基站，实现LTE无线宽带覆盖，通过宽带移动用户背负通信系统与通信指挥车载通信系统、手持终端等设备实现视频回传和语音通信等业务，整体采用三防设计，内嵌各类器件和设备，实现运输、部署和整理回收的快速部署功能；在准平坦地形下，采用20MHz载波带宽，车载中心站与区域宽带接入系统用户终端通信，车载中心站天线架高15米，用户车载通信系统和多用户通信系统便携接入设备天线车架高3.5米，系统通信覆盖，用户背负通信系统、用户手持台正常使用，系统通信覆盖性能。

9.本实用新型具有便携性在野外部署应急通信中，可根据现场情况部署设备，安装携带方便，可背负可车载，可以容易地配置各个采集点、控制点来灵活满足需求；独立性是说每个设备可以单独使用，相互之间并不影响；共通性即每个设备可以组合成一个大的无线网络系统使用；扩展性即系统扩容方便，只需将新增设备连接到无线网络中就可以实现系统的扩充了，当无线信号一旦建立起来之后，可以同时接入多台设备；维护方便，当无线通讯发生故障时，只要对信号源以及接受设备进行检修，就能排查问题进行修复，设备维护方便、故障诊断简单，授权入网和加密注册可是无线系统更加安全。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构图；

图2是本实用新型的背负通信系统结构图；

图3是本实用新型的背负通信系统脉宽调制集成电路TL3843P芯片引脚图；

图4是本实用新型的本实用新型的车载通信系统结构图；

图5是车载通信系统的主板布线图；

图6是车载通信系统的电源布线图

图7是本实用新型的中心站通信系统结构图；

图8是本实用新型的多用户通信系统结构图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的详细说明。

如图1所示为本实用新型的系统结构图。

基于区域宽带无线网络的通信系统包括背负通信系统、车载通信系统、多用户通信系统和中心站通信系统，其中

背负通信系统与中心站通信系统无线连接，发送音频和视频信号到中心站通信系统，并接收中心站通信系统发送的音频和视频信号，通过中心站通信系统访问车载通信系统和多用户通信系统；

车载通信系统与中心站通信系统无线连接，发送音频和视频信号到中心站通信系统，并接收中心站通信系统发送的音频和视频信号，通过中心站通信系统访问背负通信系统和多用户通信系统；

多用户通信系统与中心站通信系统无线连接，发送音频和视频信号到中心站通信系统，并接收中心站通信系统发送的音频和视频信号，通过中心站通信系统访问背负通信系统和车载通信系统。

中心站设备，集合了无线基站、核心网、调度业务等功能于一体，中心站设备负责无线系统覆盖、用户鉴权、指挥调度等功能。通过中心站EPC服务器注册到中心站，当所有设备都连接到中心站之后，所有的设备之间都可以互相访问，并可以进行语音呼叫、对讲、视频等功能。

背负通信系统可以实现语音、视频回传、对讲、定位等功能，可以将现场音视频信息回传到指挥中心及指挥车上，在指挥中心(指挥车)调度台上实现业务显示；背负、多用户、车载台设备之间也可以实现语音呼叫、对讲、视频等功能。

车载通信系统可以实现远距离无线通信功能，可以实现语音、视频回传、对讲、定位等功能，车载台设备可以将现场音视频信息回传到指挥中心及指挥车上，在指挥中心(指挥车)调度台上实现业务显示，调度台设备可以对前端云台摄像头进行云台控制；背负、多用户、中心站设备之间也可以实现语音呼叫、对讲、视频等功能。

多用户通信系统接入设备作为以太网设备接入无线网络的转接设备，笔记本、平板、第三方设备等IP设备都可以通过多用户接入设备实现无线传输功能。

如图2所示是本实用新型的背负通信系统结构图。

基于区域宽带无线网络的背负通信系统，内部各个部件通过网络接口连接，自组网天线和LTE天线通过射频滤波器连接到自组网和LTE板，然后通过网络 POE交换机将信号给到安装主板控制，通过定位天线将定位信息通过天线接口给到主板。所述宽带无线系统支持多种无线频率，并可灵活配置5MHz到20MHz 多种带宽，支持同频组网；LTE基带板和自组网基带板依次连接射频滤波器，射频滤波器的另一端连接有天线接口；安卓主板通过POE交换机连接LTE基带板和自组网基带板，数据通过网络进行传输。安卓主板可以通过网络给编码卡 HDMI输出，相反，当信号通过HDMI信号输入到编码卡，编码卡通过网络信号给到安卓主板，通过LTE基带板和自组网基带板传输给其他设备。本实用新型为宽带移动用户提供接入服务，背负台提供野外使用，可背负使用，也可在车内使用，能接入固定基站和车载中心站(中心站接入模式)，提供保密的话音、数据和视频等业务。为车内通信设备提供带宽无线通道。在宽带移动固定基站和带宽移动车载中心站的覆盖区域内，装备可实现无线宽带接入功能，在脱网情况下，装备能与宽带移动车载台和其他宽带移动背负台之间实现自组网通信。在野外部署应急通信基站，实现LTE无线宽带和自组网系统的覆盖，通过宽带移动用户背负台与通信指挥车实现视频回传和语音通信等业务。宽带无线系统支持多种无线频率，并可灵活配置5MHz到20MHz多种带宽，支持同频组网；本次项目采用600MHz(566－678MHz)频率。具备宽带业务交换和网络管理功能，提供保密的话音、数据、视频业务；可对区域宽带无线接入通信的通信，可监测信道内的协议数据、设备信息、网络广播。

编码卡型号：TI DM368；主要是将视频和音频通过编码卡转换网络信号或者是HDMI高清信号传输。编码卡就是把外部的音视频数据信号导入，并转换成可以识别的数字信号保存起来，以备我们进行编辑处理的工作，实现将音视频在模拟信号和数字信号之间转换，实现对各种音视频格式信号查看的功能。

网络接口及安卓主板为带有自动功耗模式的接口电路，且在端口设有端口防护器件。安卓主板为ANZK3301型号主板，采用64位RK3301处理器。智能手柄通过手柄串口连接主板上的IDC2*5芯片，输入控制命令到安卓主板进行控制。

系统上电后，采用拨动式模式选择开关，具有功能锁定，防止误操作，从安卓主板读取配置参数，初始化射频收发器的信道，开始监听该信道上的所有数据；当射频收发器接收到空间的射频数据时，将接收到的数据转发到MCU串口，然后继续监听射频接收和MCU串口接收；当LTE天线或自组网天线接收到数据时，分析是配置命令还是数据命令，接收到配置命令时，修改相应参数，并存储该参数到安卓主板；当LTE天线或自组网天线接收到数据命令时，通过安卓主板直接发送到相应设备；然后继续监听数据信息的接收。系统设备可人员背负使用也可以安装在移动的各种车辆上，比如工厂、矿场、学校、部队、街区、山区等这种环境中，背负台设备可以通过无线接入到固定基站组成的网络。可以与其他终端或者调度台进行语音通话。使用手柄进行拨号、呼叫操作进行对讲操作。可根据需要接入车载网络云台摄像头的视频图像，并回传到调度台，用户可以在调度台远程控制云台操作。系统位置移动信息可以在调度台上显示。结构设计原理为了便于固定，保证车辆行驶中对车内人员的安全考虑，采用机箱固定方式，且方便携带其它设备。可根据需要外设配置温湿度传感器与安卓主板连接。

LTE基带板ZX-CPE-MB包含GE接口，S1\X2接口；GE：CC与BPL之间接口传输信令流与媒体流；S1/X2接口；对外接口；IPMI：uTCA标准定义的内部外设管理接口；UART:CC与SA,PM之间采用；提供系统时钟和射频基准时钟，实现RRC\PDCP\RLC\MAC\PHY层协议，完成无线接入控制，移动性管理。

自组网基带板ZSJQ-CPE-ZW包含GE：CC与BPL之间接口传输信令流与媒体流；S1/X2接口；对外接口；IPMI：uTCA标准定义的内部外设管理接口； UART:CC与SA,PM之间采用提供系统时钟和射频基准时钟，实现 RRC\PDCP\RLC\MAC\PHY层协议，完成无线接入控制，移动性管理。

安卓主板为ANZK3301产品采用64位RK3301处理器，采用 POWERRG6110GPU支持TE、ASTC\ASBC内存压缩技术，产品集成度高，低功耗，并且接口丰富。主板支持HDMI多种显示接口、1个千兆网口、3个COM 口、2x SATAII、2个USB2.0、1个HDMI接口，支持WiFi、4G模块，板载SIM 卡插座，可支持4G网络，主板包含主板上的COM2，IDC2*5芯片连接前面板手柄串口；主板上的COM3，IDC2*5芯片连接定位模块；主板上的AUDI0芯片通过PIN连接PIN方式连接前面板AUDIO；主板上的USB34芯片通过PIN连接PIN 方式连接前面板USB接口；主板上的JGP10芯片连接前面板P4、GPI0、电源JPIO 接口；主板上的JLYDS、LVDS芯片连接前面板P4接口，自组网AP和LTE AP 起到功放的作用，主要是进行信号放大的功能和作用，可将接收发送到的信号进行发大，滤除干扰使信号传输稳定可靠,为了保障射频天线的信号强度，进行壳体设计时，在壳体尺寸允许的情况下，把自组网功放、LTE功放到航插天线的馈线距离做到最短，馈线的折弯也做到最少，以降低信号在传输过程中的损失。

主电池和备用电池连接电源管理单元，主电池为电源管理单元供电，当主电池更换时，电源管理单元将供电电源切换为备用电池，通过备用电池不间断供电，当主电池更换完成后再切换为主电池供电。DC12V航插电源接入到电源板的主电池接口，主电池开关连接保险盒，然后通过主板接口将12V供电给安卓主板、POE交换机、自组网板、自组网功率放大器、前面板、LTE板和LTE功率放大器等设备器件，通过保险盒和电源切换控制防护电路，避免误操作或引入的高电压浪涌进行抑制，此设计为自动功耗模式且默认处于长接收状态，此状态下实测静态功耗为20uA,发送电流为3mA，可大大延长使用寿命，适用于高温度使用范围。

自组网功率放大器、LTE功率放大器和电源稳压转换模块分别单独屏蔽。

电源控制板DYLB24输出12V直流电，其控制核心器件为脉宽调制集成电路TL3843P(内含振荡器、脉宽调制比较器、逻辑控制器，具有过流、欠压等保护控制功能，最高工作频率可达500MHz。启动电流仅需ImA)。各引脚功能如图3所示：(1)脚是内部误差放大器的输出端，通常与(2)脚之间有反馈网络，确定误差放大器的增益。(2)脚是反馈电压输入端，作为内部误差放大器的反相输入端，与同相输入端的基准电压(+2.5V)进行比较，产生误差控制电压，控制脉冲宽度。(6)脚过流检测输入端，当接人的电压高于1V时，禁止驱动脉冲的输出。 (4)脚为RT/RC定时电阻和电容的公共接人端，用于产生锯齿振荡波。(5)脚为接地端。(6)脚为脉宽可调脉冲输出端。(7)脚为工作电压输入端(10V>Vi≤30V)。(8) 脚为内部基准电压(VREF＝5v)输出端。

如图4所示是本实用新型的车载通信系统结构图。

基于区域宽带无线网络的车载通信系统，内部各个部件通过网络接口连接，自组网天线和LTE天线通过射频滤波器连接到自组网基带板和LTE基带板，然后通过网络POE交换机将信号给到主板控制，通过定位天线将定位信息通过天线接口给到主板。所述宽带无线系统支持多种无线频率，并可灵活配置5MHz 到20MHz多种带宽，支持同频组网；LTE和自组网依次连接射频滤波器，射频滤波器的另一端连接有天线接口；主板通过交换机连接LTE板和自组网板，数据通过网络进行传输。本次项目采用600MHz(566－678MHz)频率。本实用新型可用于为宽带移动用户提供接入服务，具备宽带业务交换、业务服务和网络管理功能，提供保密的话音、数据、视频等业务。

网络接口及主板为带有自动功耗模式的接口电路，且在端口设有端口防护器件。自组网功率放大器、LTE功率放大器和电源稳压转换模块分别单独屏蔽。

系统上电后，采用拨动式模式选择开关，具有功能锁定，防止误操作，从主板读取配置参数，初始化射频收发器的信道，开始监听该信道上的所有数据；当射频收发器接收到空间的射频数据时，将接收到的数据转发到MCU串口，然后继续监听射频接收和MCU串口接收；当LTE天线或自组网天线接收到数据时，分析是配置命令还是数据命令，接收到配置命令时，修改相应参数，并存储该参数到主板；当LTE天线或自组网天线接收到数据命令时，通过主板直接发送到相应设备；然后继续监听数据信息的接收。系统安装在移动的各种军用车辆上，可以通过无线接入到固定基站组成的网络。可以与其他终端或者调度台进行语音通话。使用手柄进行拨号、呼叫操作进行对讲操作。可根据需要接入车载网络云台摄像头的视频图像，并回传到调度台，用户可以在调度台远程控制云台操作。系统位置移动信息可以在调度台上显示。结构设计原理为了便于固定，保证车辆行驶中对车内人员的安全考虑，采用机箱固定方式，且方便携带其它设备。可根据需要外设配置温湿度传感器与主板连接。

LTE板ZX-CPE-MB包含GE接口，S1\X2接口；GE：CC与BPL之间接口传输信令流与媒体流；S1/X2接口；对外接口；IPMI：uTCA标准定义的内部外设管理接口；UART:CC与SA,PM之间采用；提供系统时钟和射频基准时钟，实现RRC\PDCP\RLC\MAC\PHY层协议，完成无线接入控制，移动性管理。

当LTE天线或自组网天线接收到数据时，分析是配置命令还是数据命令，接收到配置命令时，修改相应参数，并存储该参数到主板；当LTE天线或自组网天线接收到数据命令时，通过主板直接发送到相应设备；然后继续监听数据信息的接收；自组网板ZSJQ-CPE-ZW包含GE：CC与BPL之间接口传输信令流与媒体流；S1/X2接口；对外接口；IPMI：uTCA标准定义的内部外设管理接口；UART:CC与SA,PM之间采用提供系统时钟和射频基准时钟，实现 RRC\PDCP\RLC\MAC\PHY层协议，完成无线接入控制，移动性管理。

如图5所示为车载通信系统的主板布线图。系统上电后，采用拨动式模式选择开关，具有功能锁定，防止误操作，从主板读取配置参数，初始化射频收发器的信道，开始监听该信道上的所有数据。主板为HBGK3501产品采用 IMX6Q/DL/S处理器，产品集成度高，低功耗，并且接口丰富。主板支持VGA+ LVDS+HDMI多种显示接口、1个千兆网口、5个COM口、1x TF卡、2x SATAII、 5个USB2.0、1个USB(OTG)、1个MINI PCIe接口，板载功放，支持WiFi、3G 模块，板载SIM卡插座，可支持3G网络，主板包含主板上的COM4，IDC2*5 芯片连接前面板手柄串口；主板上的COM3，IDC2*5芯片连接定位模块；主板上的AUDIO芯片通过PIN连接PIN方式连接前面板AUDIO；主板上的USB34芯片通过PIN连接PIN方式连接前面板USB接口；主板上的JGP10芯片连接前面板P4、GPIO、电源JPIO接口；主板上的JLYDS、LVDS芯片连接前面板P4接口，自组网AP和LTE AP起到功放的作用，主要是进行信号放大的功能和作用，可将接收发送到的信号进行发大，滤除干扰使信号传输稳定可靠,为了保障射频天线的信号强度，进行壳体设计时，在壳体尺寸允许的情况下，把自组网功放、 LTE功放到航插天线的馈线距离做到最短，馈线的折弯也做到最少，以降低信号在传输过程中的损失。

如图6所示为车载通信系统的电源布线图。

如图6(a)包括电源管理板和稳压模块(24v转12v)，包括脉宽调制集成电路TL3843P。DC24V航插电源接入到电源板的主电池接口，主电池开关连接保险盒，然后通过主板接口将12V供电给主板、POE交换机、自组网板、自组网功率放大器、前面板、后面板、LTE板和LTE功率放大器等设备器件，通过保险盒和电源切换控制防护电路，避免误操作或引入的高电压浪涌进行抑制，此设计为自动功耗模式且默认处于长接收状态，此状态下实测静态功耗为20uA, 发送电流为3mA，可大大延长使用寿命，适用于高温度使用范围。

如图6(b)，电源切换控制的第一组端子连接前后面板，1和2连接前后面板的12V，3和4连接前后面板的GND；第二组端子连接的是LTE功率放大器 1和2连接的24V，3和4连接的是GND；第三组端子连接LTE，1和2连接12V， 3和4连接GND；第四组端子连接的是自组网，1和2连接的是12V，3和4连接的是GND；第五组端子连接的是主板，1和2连接12V，3和4连接GND；第六组端子连接POE交换机，1和2连接12V，3和4连接GND；第七组连接北斗定位，1和2连接12V，3和4连接GND。

电源控制板DYLB24输出12V直流电，其控制核心器件为脉宽调制集成电路TL3843P(内含振荡器、脉宽调制比较器、逻辑控制器，具有过流、欠压等保护控制功能，最高工作频率可达500MHz。启动电流仅需ImA)。各引脚功能如下：(1)脚是内部误差放大器的输出端，通常与(2)脚之间有反馈网络，确定误差放大器的增益。(2)脚是反馈电压输入端，作为内部误差放大器的反相输入端，与同相输入端的基准电压(+2.5V)进行比较，产生误差控制电压，控制脉冲宽度。 (6)脚过流检测输入端，当接人的电压高于1V时，禁止驱动脉冲的输出。(4)脚为RT/RC定时电阻和电容的公共接人端，用于产生锯齿振荡波。(5)脚为接地端。 (6)脚为脉宽可调脉冲输出端。(7)脚为工作电压输入端(10V>Vi≤30V)。(8)脚为内部基准电压(VREF＝5v)输出端。

如图7所示是本实用新型的中心站通信系统结构图。

基于区域宽带无线网络的中心站通信系统，内部各个部件通过网络接口连接，自组网天线和LTE天线通过射频滤波器连接到自组网和LTE板，然后通过网络交换机将信号给到主板控制，通过定位天线将定位信息通过天线接口给到主板。所述宽带无线系统支持多种无线频率，并可灵活配置5MHz到20MHz多种带宽，支持同频组网；LTE和自组网依次连接射频滤波器，射频滤波器的另一端连接有天线接口；EPC服务器主板和CMT服务器主板通过交换机连接LTE 板和自组网板，数据通过网络进行传输。本次项目采用600MHz(566－678MHz)频率。本实用新型可用于为宽带移动用户提供接入服务，具备宽带业务交换、业务服务和网络管理功能，提供保密的话音、数据、视频等业务。

网络接口及主板为带有自动功耗模式的接口电路，且在端口设有端口防护器件。

系统上电后，采用拨动式模式选择开关，具有功能锁定，防止误操作，从主板读取配置参数，初始化射频收发器的信道，开始监听该信道上的所有数据；当射频收发器接收到空间的射频数据时，将接收到的数据转发到MCU串口，然后继续监听射频接收和MCU串口接收；当LTE天线或自组网天线接收到数据时，分析是配置命令还是数据命令，接收到配置命令时，修改相应参数，并存储该参数到CMT服务器主板；当LTE天线或自组网天线接收到数据命令时，通过CMT服务器主板直接发送到相应设备；当LTE天线或自组网天线接收到信号时，分析是配置命令还是数据命令，接收到配置命令时，通过EPC服务器主板修改相应参数；当LTE天线或自组网天线接收到数据命令时，通过EPC服务器主板直接发送到相应设备然后继续监听数据信息的接收。系统安装在移动的各种军用车辆上，可以通过无线接入到固定基站组成的网络。可以与其他终端或者调度台进行语音通话。使用手柄进行拨号、呼叫操作进行对讲操作。可根据需要接入车载网络云台摄像头的视频图像，并回传到调度台，用户可以在调度台远程控制云台操作。系统位置移动信息可以在调度台上显示。结构设计原理为了便于固定，保证车辆行驶中对车内人员的安全考虑，采用机箱固定方式，且方便携带其它设备。可根据需要外设配置温湿度传感器与主板连接。

自组网功率放大器和LTE功率放大器分别单独屏蔽。

所述自组网板为ZSJQ-CPE-ZW型号自组网板，包含GE接口、S1接口、对外接口、IPMI接口、UART接口等接口。

GE接口：CC端子与BPL端子之间接口传输信令流与媒体流；

S1接口；S1接口是LTE基站与分组核心网EPC之间的通讯接口；

对外接口：可支持对外访问，比如通过浏览器访问；

IPMI接口：uTCA标准定义的内部外设管理接口；一种开放标准的硬件管理接口规格；

UART接口:CC端子与SA端子，PM端子之间采用提供系统时钟和射频基准时钟；

功能实现RRC\PDCP\RLC\MAC\PHY层协议，自动组网、自动发现、自动性能调节、自动链路修复，调制方式BPSK,QPSK or 16QAM完成无线接入控制。

所述LTE板为ZX-CPE-MB型号LTE板，包含GE接口、S1接口、X2接口、对外接口、IPMI接口；

GE接口：CC端子与BPL端子之间接口传输信令流与媒体流；

S1接口：S1接口是LTE基站与分组核心网EPC之间的通讯接口；

X2接口：支持两个LTE基站之间的信令信息的交互；

对外接口：可支持对外访问，比如通过浏览器访问；

IPMI接口：uTCA标准定义的内部外设管理接口；一种开放标准的硬件管理接口规格；

UART接口:CC端子与SA端子，PM端子之间采用提供系统时钟和射频基准时钟，

实现RRC\PDCP\RLC\MAC\PHY层协议，发射功率45dbm*2通道(最大)，调制方式QPSK/16QAM/64QAM完成无线接入控制。

所述EPC服务器主板为HBGK3501型号主板，采用IMX6Q/DL/S处理器。其中EPC服务器主要负责NAS信令和信令安全、CN之间的节点信令(负责 UE在3GPP接入网之间移动时内部的信令处理)、在ECM空闲态的UE可达性管理(包括控制和执行寻呼重传)、TA列表管理、对信令的合法监听、告警消息的传输功能(包括选择合适的eNodeB)、UE可达处理。其功能为HBGK3501 型号主板的通用功能。

所述CMT服务器主板为HBGK3501型号主板，采用IMX6Q/DL/S处理器。其中CMT服务器主要负责信息的存储及控制、承载管理功能，包括专用承载的建立、网络设备接入认证及授权。其功能为HBGK3501型号主板的通用功能。

本中心站通信系统，适合于装载机动平台，是宽带无线接入系统的机动节点，为宽带移动用户提供接入，具备宽带业务交换、业务服务和网络管理功能，提供保密的话音、数据、视频等业务，野外部署应急通信基站，实现LTE无线宽带覆盖，通过宽带移动用户背负台与通信指挥车载台、手持终端等设备实现视频回传和语音通信等业务，整体采用三防设计，内嵌各类器件和设备，实现运输、部署和整理回收的快速部署功能。在准平坦地形下，采用20MHz载波带宽，车载中心站与区域宽带接入系统用户终端通信，车载中心站天线架高15米，用户车载台和多用户便携接入设备天线车架高3.5米，系统通信覆盖，用户背负台、用户手持台正常使用，系统通信覆盖性能。

图8是本实用新型的多用户通信系统结构图。

基于区域宽带无线网络的多用户通信系统，内部各个部件通过网络接口连接，自组网天线和LTE天线通过射频滤波器连接到自组网和LTE板，然后通过网络POE交换机将信号给到网口连接的设备控制。所述宽带无线系统支持多种无线频率，并可灵活配置5MHz到20MHz多种带宽，支持同频组网；LTE和自组网依次连接射频滤波器，射频滤波器的另一端连接有天线接口；外接设备连接网口通过交换机连接LTE板和自组网板，数据通过网络进行传输。本次项目采用600MHz(566－678MHz)频率。本实用新型可用于为宽带移动用户提供接入服务，具备宽带业务交换、业务服务和网络管理功能，提供保密的话音、数据、视频等业务。

自组网功率放大器和LTE功率放大器分别单独屏蔽设置。电源输入连接POE交换机，通过POE交换机向系统供电。

网络接口带有自动功耗模式的接口电路，且在端口设有端口防护器件，最大发射功率4W。

系统上电后，采用拨动式模式选择开关，具有功能锁定，防止误操作，初始化射频收发器的信道，开始监听该信道上的所有数据；所述网络POE交换机网口1连接自组网主板，然后连接自组网功率放大器，然后通过馈线连接自组网天线接口；网口2连接LTE主板连接LTE功率放大器，然后通过馈线连接LTE 天线接口；网口3、4、5、6、连接前面板LAN1、2、3、4；自组网功率放大器和LTE功率放大器起到功放的作用，主要是进行信号放大的功能和作用，可将接收发送到的信号进行发大，滤除干扰使信号传输稳定可靠,为了保障射频天线的信号强度，进行壳体设计时，在壳体尺寸允许的情况下，把自组网功放、LTE 功放到航插天线的馈线距离做到最短，馈线的折弯也做到最少，以降低信号在传输过程中的损失。当射频收发器接收到空间的射频数据时，将接收到的数据转发到MCU串口，然后继续监听射频接收和MCU串口接收；当LTE天线或自组网天线接收到数据时，分析是配置命令还是数据命令，接收到配置命令时，修改相应参数，并存储该参数到相应设备；当LTE天线或自组网天线接收到数据命令时，通过网口直接发送到相应设备；然后继续监听数据信息的接收。系统安装在移动的各种军用车辆上，可以通过无线接入到固定基站组成的网络。可以与其他终端或者调度台进行语音通话。使用手柄进行拨号、呼叫操作进行对讲操作。可根据需要接入车载网络云台摄像头的视频图像，并回传到调度台，用户可以在调度台远程控制云台操作。系统位置移动信息可以在调度台上显示。结构设计原理为了便于固定，保证车辆行驶中对车内人员的安全考虑，采用机箱固定方式，且方便携带其它设备。

LTE板ZX-CPE-MB包含GE接口，S1\X2接口；GE：CC与BPL之间接口传输信令流与媒体流；S1/X2接口；对外接口；IPMI：uTCA标准定义的内部外设管理接口；UART:CC与SA,PM之间采用；提供系统时钟和射频基准时钟，实现RRC\PDCP\RLC\MAC\PHY层协议，完成无线接入控制，移动性管理。

当LTE天线或自组网天线接收到数据时，分析是配置命令还是数据命令，接收到配置命令时，修改相应参数，并存储该参数到主板；当LTE天线或自组网天线接收到数据命令时，通过主板直接发送到相应设备；然后继续监听数据信息的接收；自组网板ZSJQ-CPE-ZW包含GE：CC与BPL之间接口传输信令流与媒体流；S1/X2接口；对外接口；IPMI：uTCA标准定义的内部外设管理接口；UART:CC与SA,PM之间采用提供系统时钟和射频基准时钟，实现 RRC\PDCP\RLC\MAC\PHY层协议，完成无线接入控制，移动性管理。

Claims (8)

1.一种基于区域宽带无线网络的通信系统，其特征在于：包括背负通信系统、车载通信系统、多用户通信系统和中心站通信系统，其中

背负通信系统与中心站通信系统无线连接，发送音频和视频信号到中心站通信系统，并接收中心站通信系统发送的音频和视频信号，通过中心站通信系统访问车载通信系统和多用户通信系统；

车载通信系统与中心站通信系统无线连接，发送音频和视频信号到中心站通信系统，并接收中心站通信系统发送的音频和视频信号，通过中心站通信系统访问背负通信系统和多用户通信系统；

多用户通信系统与中心站通信系统无线连接，发送音频和视频信号到中心站通信系统，并接收中心站通信系统发送的音频和视频信号，通过中心站通信系统访问背负通信系统和车载通信系统；

所述背负通信系统包括安卓主板、自组网基带板、LTE基带板、POE交换机、编码卡和电源管理单元，其中

自组网基带板依次通过自组网功率放大器和射频滤波器连接自组网天线，自组网天线接收无线信号后通过射频滤波器进行滤波，将滤波后的无线信号经过自组网功率放大器进行功率放大后发送到自组网基带板；自组网基带板连接POE交换机，POE交换机与安卓主板连接，将自组网基带板发出的无线信号通过POE交换机发送到安卓主板进行控制；安卓主板对接收到的无线信号处理后，发送控制信号通过POE交换机发送到自组网基带板，并通过自组网功率放大器和射频滤波器后通过自组网天线发射；

LTE基带板依次通过LTE功率放大器和射频滤波器连接LTE天线，LTE天线接收LTE信号后通过射频滤波器进行滤波，将滤波后的LTE信号经过LTE功率放大器进行功率放大后发送到LTE基带板；LTE基带板连接POE交换机，POE交换机与安卓主板连接，将LTE基带板发出的LTE信号通过POE交换机发送到安卓主板进行控制；安卓主板对接收到的无线信号处理后，发送控制信号通过POE交换机发送到LTE基带板，并通过LTE功率放大器和射频滤波器后通过LTE 天线发射；

安卓主板通过北斗通信单元连接北斗定位天线，北斗定位天线接收定位信号发送到北斗通信单元，通过北斗通信单元发送到安卓主板；

POE交换机通过编码卡连接HDMI接口，接收主板发送的HDMI信号，通过HDMI接口输出HDMI信号；HDMI接口接收到信号通过编码卡发送到POE交换机，通过POE交换机给到主板；

电源管理单元的输入端连接电池组，另一端连接POE交换机，为安卓主板、自组网基带板、LTE基带板、POE交换机、北斗通信单元和编码卡进行提供稳压电源；

所述车载通信系统包括主板、自组网基带板、LTE基带板、POE交换机和电源管理单元，其中

自组网基带板依次通过自组网功率放大器和射频滤波器连接自组网天线，自组网天线接收无线信号后通过射频滤波器进行滤波，将滤波后的无线信号经过自组网功率放大器进行功率放大后发送到自组网基带板；自组网基带板连接POE交换机，POE交换机与主板连接，将自组网基带板发出的无线信号通过POE交换机发送到主板进行控制；主板对接收到的无线信号处理后，发送控制信号通过POE交换机发送到自组网基带板，并通过自组网功率放大器和射频滤波器后通过自组网天线发射；

LTE基带板依次通过LTE功率放大器和射频滤波器连接LTE天线，LTE天线接收LTE信号后通过射频滤波器进行滤波，将滤波后的LTE信号经过LTE功率放大器进行功率放大后发送到LTE基带板；LTE基带板连接POE交换机，POE交换机与主板连接，将LTE基带板发出的LTE信号通过POE交换机发送到主板进行控制；主板对接收到的无线信号处理后，发送控制信号通过POE交换机发送到LTE基带板，并通过LTE功率放大器和射频滤波器后通过LTE天线发射；

主板通过北斗通信单元连接北斗定位天线，北斗定位天线接收定位信号发送到北斗通信单元，通过北斗通信单元发送到主板；

电源管理单元的输入端连接电源稳压转换模块，另一端连接POE交换机，为系统中的各个组件进行提供稳压电源；

所述多用户通信系统包括自组网基带板、LTE基带板和POE交换机，其中

自组网基带板依次通过自组网功率放大器和射频滤波器连接自组网天线，自组网天线接收无线信号后通过射频滤波器进行滤波，将滤波后的无线信号经过自组网功率放大器进行功率放大后发送到自组网基带板；自组网基带板连接POE交换机，将自组网基带板发出的无线信号通过POE交换机发送到网口连接的设备进行控制；

LTE基带板依次通过LTE功率放大器和射频滤波器连接LTE天线，LTE天线接收LTE信号后通过射频滤波器进行滤波，将滤波后的LTE信号经过LTE功率放大器进行功率放大后发送到LTE基带板；LTE基带板连接POE交换机，将LTE基带板发出的LTE信号通过POE交换机发送到网口连接的设备进行控制；

POE交换机通过若干网络接口接入网络；

所述中心站通信系统包括EPC服务器、CMT服务器、自组网基带板、LTE基带板和电源降压模块，其中

自组网基带板依次通过自组网功率放大器和射频滤波器连接自组网天线，自组网天线接收无线信号后通过射频滤波器进行滤波，将滤波后的无线信号经过自组网功率放大器进行功率放大后发送到自组网基带板；自组网基带板通过POE交换机与EPC服务器连接，发送数据信号到EPC服务器；EPC服务器对接收到的数据信号处理后，发送控制信号通过POE交换机发送到自组网基带板，并通过自组网功率放大器和射频滤波器后通过自组网天线发射；自组网基带板通过POE交换机与CMT服务器连接，发送数据信息到CMT服务器；CMT服务器对接收到的数据信息处理后，发送许可和授权信息通过POE交换机发送到自组网基带板，并通过自组网功率放大器和射频滤波器后通过自组网天线发射；

LTE基带板依次通过LTE功率放大器和射频滤波器连接LTE天线，LTE天线接收LTE信号后通过射频滤波器进行滤波，将滤波后的LTE信号经过LTE功率放大器进行功率放大后发送到LTE基带板；LTE基带板连接POE交换机，通过POE交换机与EPC服务器连接，发送数据信号到EPC服务器；EPC服务器对接收到的数据信号处理后，发送控制信号到POE交换机，通过POE交换机发送到LTE基带板，并通过自组网功率放大器和射频滤波器后通过LTE天线发射；LTE基带板通过POE交换机与CMT服务器连接，发送数据信息到CMT服务器；CMT服务器对接收到的数据信息处理后，发送许可和授权信息通过POE交换机发送到LTE基带板，并通过LTE功率放大器和射频滤波器后通过LTE天线发射；

电源降压模块，连接EPC服务器、CMT服务器、自组网基带板、LTE基带板、LTE功率放大器和自组网功率放大器，为其提供电源电压。

2.根据权利要求1所述的基于区域宽带无线网络的通信系统，其特征在于：所述自组网基带板为ZSJQ-CPE-ZW型号自组网基带板，包含GE接口、S1接口、对外接口、IPMI接口和UART接口；

GE接口：CC端子与BPL端子之间接口传输信令流与媒体流；

S1接口；S1接口是LTE基站与分组核心网EPC之间的通讯接口；

对外接口：支持对外访问；

IPMI接口：uTCA标准定义的内部外设管理接口；

UART接口:CC端子与SA端子，PM端子之间采用提供系统时钟和射频基准时钟。

3.根据权利要求1所述的基于区域宽带无线网络的通信系统，其特征在于：所述LTE基带板为ZX-CPE-MB型号LTE基带板，包含GE接口、S1接口、X2接口、对外接口和IPMI接口；

GE接口：CC端子与BPL端子之间接口传输信令流与媒体流；

S1接口：S1接口是LTE基站与分组核心网EPC之间的通讯接口；

X2接口：支持两个LTE基站之间的信令信息的交互；

对外接口：支持对外访问；

IPMI接口：uTCA标准定义的内部外设管理接口；

UART接口:CC端子与SA端子，PM端子之间采用提供系统时钟和射频基准时钟。

4.根据权利要求1所述的基于区域宽带无线网络的通信系统，其特征在于：使所述LTE功率放大器到LTE天线的馈线距离最短；使所述自组网功率放大器到自组网天线的馈线距离最短。

5.根据权利要求1所述的基于区域宽带无线网络的通信系统，其特征在于：所述EPC服务器为HBGK3501型号主板，采用IMX6Q/DL/S处理器，用于接收NAS信令和CN之间的节点信令并负责信令安全，对信令的合法监听，以及在ECM空闲态的UE可达性管理。

6.根据权利要求1所述的基于区域宽带无线网络的通信系统，其特征在于：所述CMT服务器为HBGK3501型号主板，采用IMX6Q/DL/S处理器，负责信息的存储及控制、专用承载的建立、网络设备接入认证及授权。

7.根据权利要求1所述的基于区域宽带无线网络的通信系统，其特征在于：所述网络接口为带有自动功耗模式的接口电路，且在端口设有端口防护器件，最大发射功率4W。

8.根据权利要求1所述的基于区域宽带无线网络的通信系统，其特征在于：所述电池组包括主电池和备用电池，连接电源管理单元，主电池为电源管理单元供电，当主电池更换时，电源管理单元将供电电源切换为备用电池，通过备用电池不间断供电，当主电池更换完成后再切换为主电池供电。