CN212876127U - 一种基于cofdm技术的手持式基站 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于COFDM技术的手持式基站，包括相连接的基带单元和射频单元。基带单元由基带传输接口单元、主控制器单元和基带处理单元组成。基带传输接口单元，用于与传输网络连接，接收音频数据或信息。主控制器单元，用于接收基带传输接口单元发送的信息，并处理，发送信令；还用于与时钟源相连接。基带处理单元，包括相连接的COFDM解调板和COFDM调制板，COFDM解调板用于接收基带传输接口单元传送的音频数据，并将音频数据解调为数字信号，并发送。解决了现有通信系统采用PDT/DMR数字集群通信由于带宽窄，无法提供宽带传输及高清视频应用,不能满足复杂场景下的指挥调度需求的问题。
Description
【技术领域】
本实用新型属于应急通信技术领域，具体涉及一种基于COFDM技术的手持式基站。
【背景技术】
基站是无线电台站的一种形式，在一定的无线信号覆盖范围内，无线电收发信电台可通过移动通信交换中心与移动终端之间进行信息传递，而这个无线电收发电台即为基站，其通过天线来进行消息的收发。但目前已有的通信基站大多是固定的，如果出现自然、人为突发事件或某些特定地点实时通信时，现有的固定式移动通信基站已经无法满足其需要。
【实用新型内容】
本实用新型的目的是提供一种基于COFDM技术的手持式基站，提高现有通信系统采用PDT/DMR数字集群通信由于带宽窄，无法提供宽带传输及高清视频应用,不能满足复杂场景下的指挥调度需求的问题。
本实用新型采用以下技术方案：一种基于COFDM技术的手持式基站，其特征在于，适用于应急现场，包括相连接的基带单元和射频单元，基带单元和射频单元均与供电单元相连接。基带单元由基带传输接口单元、主控制器单元和基带处理单元组成。
基带传输接口单元，用于与传输网络连接，接收音频数据或信息。主控制器单元，用于接收基带传输接口单元发送的信息，并处理，发送信令；还用于与时钟源相连接。
基带处理单元，包括相连接的COFDM解调板和COFDM调制板，COFDM 解调板用于接收基带传输接口单元传送的音频数据，并将音频数据解调为数字信号，并发送；COFDM调制板用于调制接收的数字信号；还用于接收主控制器单元发送的信令，按照信令传输基带码；
射频单元，用于接收COFDM调制板发送的基带码，并将基带码转换为射频信号。
进一步地，该射频单元包括下行信号处理单元和上行信号处理单元，下行信号处理单元的入口端通过接口单元与COFDM调制板相连接；下行信号处理单元的出口端依通过天线单元与上行信号处理单元的入口端相连接，上行信号处理单元的出口端与COFDM调制板相连接；下行信号处理单元用于接收COFDM调制板发送的基带信号，并将其转换为射频信号；上行信号处理单元，用于接收下行信号处理单元传输的射频信号，并对射频信号依次进行混频、滤波、下变频、模数转换，转换为数字信号，并经接口单元传输至COFDM调制板调制。
进一步地，该天线单元采用双天线模式，包括发射天线和接收天线。
本实用新型的有益效果是：通过COFDM、QPSK/16QAM/64QAM调制+双天线的技术方案，在一些不具备搭建临时通信基站的地方，提供了一种更加便携的手持式基站。使其能在自然灾害、野外科考、偏远地区或煤矿井下等突发情况下与移动终端建立通信信道，以满足信号的传输，达到实时快速通信的目的。
【附图说明】
图1为本实用新型基站架构框图；
图2为本实用新型实施例中COFDM调制过程图；
图3为本实用新型实施例中COFDM解调过程图；
其中：1.基带单元；2.射频单元；3.供电单元；4.传输接口单元；5.主控制器单元；6.基带处理单元；7.接口单元；8.下行信号处理单元；9.上行信号处理单元； 10.功放单元；11.低噪放单元；12.天线单元；13.COFDM调制板；14.COFDM解调板；15.数模转换；16.模数转换；17.上变频；18.下变频；19.滤波；20.滤波； 21.射频调制；22.混频。
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型公开了一种基于COFDM技术的手持式基站，如图1所示，适用于应急现场，包括相连接的基带单元1和射频单元2，基带单元1和射频单元2 均与供电单元3相连接；基带单元1由基带传输接口单元4、主控制器单元5和基带处理单元6组成；基带传输接口单元4，用于与传输网络连接，接收音频数据或信息；主控制器单元5，用于接收基带传输接口单元4发送的信息，并处理，发送信令；还用于与时钟源相连接；基带处理单元6，包括相连接的COFDM解调板14和COFDM调制板13，COFDM解调板14用于接收基带传输接口单元4 传送的音频数据，并将音频数据解调为数字信号，并发送；COFDM调制板13 用于调制接收的数字信号；还用于接收主控制器单元5发送的信令，按照信令传输基带码；射频单元2，用于接收COFDM调制板13发送的基带码，并将基带码转换为射频信号。
如图2所示，基带单元1由基带传输接口单元4、主控制器单元5和基带处理单元6组成；基带传输接口单元4，用于与传输网络连接，接收音频数据或信息。主控制器单元5用于接收基带传输接口单元4发送的信息，并处理，发送信令。基带处理单元6，包括相连接的COFDM解调板14和COFDM调制板13，COFDM解调板14用于接收基带传输接口单元4传送的音频数据，并将音频数据解调为数字信号，并发送；COFDM调制板13用于调制接收的数字信号；还用于接收主控制器单元5发送的信令，按照信令传输基带码。基带处理单元6用于完成基带信号编码调制、资源分配等，并提供基带单元1和射频单元2间的接口。基带处理单元6由COFDM调制板13和COFDM解调板14构成，系统通过 COFDM调制板13和COFDM解调板14完成基带信号信号编码及正交多载波调制解调。
COFDM调制板13的调制过程如下：整个过程主要是通过软件无线电技术来实现，采用的是高性能FPGA平台。首先对传输至基带单元的码流进行信道纠错编码，纠错编码纠正COFDM信道传输中的突发的误码；纠错编码完成后，对数据流进行频率时间交织，频率时间交织也就是按照一定的顺序对随机存储器进行读写，将几个数据包的顺序打乱后再发送出去；然后对数据进行QPSK调制；经过QPSK调制后的数据依次经过串并变换以和IFFT快速傅里叶逆变换变换；然后再将并行数据转化为串行数据，同时插入保护间隔，组成OFDM码元；在组帧时还需要加入信道估计序列和同步序列，以便接收端进行突发检测、同步和信道估计；最后输出正交的基带数字信号。
COFDM解调板14的解调过程如下：射频单元2处理后的信号到达基带单元 1，首先对正交的数字信号进行解帧同步和信号估计；然后移去保护间隔，移去保护间隔后需要对数据进行串并转换，将串行数据变为并行数据，然后数据送入 FFT快速傅里叶变换处理器进行FFT运算。进行FFT运算后将得到基带调制信号，此时需要根据信道估计和同步等信息提取出各子载波信号，然后对每个子子载波调制信号进行QPSK逆映射，然后再进行频率时间解交织和纠错解码即可得到数据流。
本实用新型中射频单元2主要是完成空中射频信道和基带数字信道之间的转换，以及射频信号的放大、收发等功能。射频单元2通过基带射频接口单元与基带单元1进行通信，完成基带信号与射频信号的转换。主要包括接口单元7、下行信号处理单元8、上行信号处理单元9、功放单元10、低噪放单元11、天线单元12，构成下行信号处理链路与上行信号处理链路。下行信号处理单元8的出口端依通过天线单元12与上行信号处理单元9的入口端相连接，上行信号处理单元9的出口端与COFDM调制板13相连接。下行信号处理单元8用于接收COFDM 调制板13发送的基带信号，并将其转换为射频信号。上行信号处理单元9，用于接收下行信号处理单元8传输的射频信号，并对射频信号依次进行混频、滤波、下变频、模数转换，转换为数字信号，并经接口单元7传输至COFDM调制板13 解调。其中，接口单元7提供与基带单元之间的前传接口，接收和发送基带IQ 信号。
下行信号处理单元完8成数模转换、信号上变频、射频调制等信号处理功能。首先进行信号的数模转换15，将COFDM调制后的正交数字中频信号转换成模拟是中频信号；然后在上变频芯片17将模拟的中频信号与本振信号混频后，实现基带信号到射频信号的转换；再经滤波器19模块滤除一定的干扰杂波，降低相邻频率信号的影响；在射频调制模块21将这些低频频段信号经射频调制到制定的高频频段，以备远距离传输。
下行信号处理单元完8后接了功放芯片10，是由于射频调制后的信号功率比较小，经功率放大器放大后，信号才会有足够的射频功率传送至天线。
逆过程中，上行信号处理单元9前接了低噪放芯片11，其对天线收到的射频信号进行放大，同时不使噪音信号明显增加。
上行信号处理单元9主要完成信号混频、滤波、下变频、模数转换等功能。首先在混频模块22对天线单元12传输过来的高频频段的射频信号进行信号降频；接着在滤波模块20对射频信号进行杂散抑制，滤除掉无用的射频干扰信号；然后在下变频芯片18上对经过放大、混频、滤波后的射频信号再进行一次混频，从混频信号中取下变频信号从而将射频信号转变为中频信号；再在模数转换模块16将此模拟信号转换成数字信号经接口单元送入基带单元1进行COFDM调制等操作。
上述天线单元12提供了双天线结构，发射天线和接收天线各一个，均采用全向天线，接收或发送基站与终端之间的无线电波，设计天线的长度是无线电信号波长(光速/频率)的1/4，使天线的发射和接收转换效率最高。
Claims (3)
1.一种基于COFDM技术的手持式基站，其特征在于，适用于应急现场，包括相连接的基带单元(1)和射频单元(2)，所述基带单元(1)和射频单元(2)均与供电单元(3)相连接，
所述基带单元(1)由基带传输接口单元(4)、主控制器单元(5)和基带处理单元(6)组成；
所述基带传输接口单元(4)，用于与传输网络连接，接收音频数据或信息；
所述主控制器单元(5)，用于接收所述基带传输接口单元(4)发送的信息，并处理，发送信令；还用于与时钟源相连接；
所述基带处理单元(6)，包括相连接的COFDM解调板(14)和COFDM调制板(13)，所述COFDM解调板(14)用于接收所述基带传输接口单元(4)传送的音频数据，并将音频数据解调为数字信号，并发送；所述COFDM调制板(13)用于调制接收的数字信号；还用于接收所述主控制器单元(5)发送的信令，按照信令传输基带码；
射频单元(2)，用于接收所述COFDM调制板(13)发送的基带码，并将基带码转换为射频信号。
2.根据权利要求1所述的一种基于COFDM技术的手持式基站，其特征在于，所述射频单元(2)包括下行信号处理单元(8)和上行信号处理单元(9)，所述下行信号处理单元(8)的入口端通过接口单元(7)与所述COFDM调制板(13)相连接；
所述下行信号处理单元(8)的出口端依通过天线单元(12)与上行信号处理单元(9)的入口端相连接，所述上行信号处理单元(9)的出口端与所述COFDM调制板(13)相连接；
所述下行信号处理单元(8)用于接收所述COFDM调制板(13)发送的基带信号，并将其转换为射频信号；
所述上行信号处理单元(9)，用于接收所述下行信号处理单元(8)传输的射频信号，并对射频信号依次进行混频、滤波、下变频、模数转换，转换为数字信号，并经所述接口单元(7)传输至COFDM调制板(13)调制。
3.根据权利要求2所述的一种基于COFDM技术的手持式基站，其特征在于，所述天线单元(12)采用双天线模式，包括发射天线和接收天线。
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