CN216491076U - 一种双向宽带远距离无线通信装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型一种双向宽带远距离无线通信装置，属于无线通信技术领域；所要解决的技术问题为：提供双向宽带远距离无线通信装置硬件结构的改进；解决上述技术问题采用的技术方案为：包括中心节点和至少一个接入节点，其中中心节点和接入节点在同一个局域网内部双向通信，所述中心节点和接入节点均设置有通信终端，所述通信终端内部集成有处理器、无线频率收发器，所述处理器通过导线与无线频率收发器相连，所述处理器包括双核处理系统和可编程逻辑单元，其中双核处理系统连接有存储单元、外设接口、晶振电路，所述可编程逻辑单元连接有无线频率收发器，所述无线频率收发器的频点范围为325MHz‑3.8GHz、带宽为200KHz‑20MHz；本实用新型应用于无线通信。
Description
技术领域
本实用新型一种双向宽带远距离无线通信装置，属于双向宽带远距离无线通信装置技术领域。
背景技术
目前大秦铁路采用GSM-R或者无线电台通信，GSM-R系统包括网络子系统（NSS）、基站子系统（BSS）、运行和业务支撑子系统（OSS/BSS）和终端设备等四个部分。通信延迟和通信带宽都有很大的限制。800M无线电台通信采用的是窄带通信，带宽有限，无法保证视频数据和控制数据的传输带宽。而根据无线远程智能机车控制系统应用场景的要求，机车视频和控制数据保证实时传输，带宽至少保证在2MBPS以上，需采用点对多点星型组网方式双向通信，因此，提出了一种双向宽带远距离无线通信装置。
实用新型内容
本实用新型为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种双向宽带远距离无线通信装置硬件结构的改进。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种双向宽带远距离无线通信装置，包括中心节点和至少一个接入节点，其中中心节点和接入节点在同一个局域网内部双向通信，所述中心节点和接入节点均设置有通信终端，所述通信终端内部集成有处理器、无线频率收发器，所述处理器通过导线与无线频率收发器相连，所述处理器包括双核处理系统和可编程逻辑单元，其中双核处理系统连接有存储单元、外设接口、晶振电路，所述可编程逻辑单元连接有无线频率收发器，所述无线频率收发器的频点范围为325MHz-3.8GHz、带宽为200KHz-20MHz。
所述外设接口包括JTAG 接口、10/100/1000 Mbps 以太网接口、USB OTG 2.0、SDCard、GPIO接口。
所述存储单元包括512 MB DDR3 和256 Mb QSPI Flash。
所述双核处理系统具体采用型号为Zynq 7030嵌入式片上SOC，内置双核ARMCortex-A9。
所述可编程逻辑单元还连接有GPIO接口、JTAG接口。
所述可编程逻辑单元具体采用K7 系列 FPGA。
所述无线频率收发器具体采用型号为AD9363，包括2个发射天线口和2个接收天线口，发射天线口、接收天线口分别连接有发射天线和接收天线。
所述中心节点设置在机车的控制塔台处，所述接入节点分别设置在各编组机车上。
所述接入节点的通信终端通过导线分别与各编组机车上的控制系统相连。
本实用新型相对于现有技术具备的有益效果为：本实用新型提供的双向宽带远距离无线通信装置可以实现点对点、或点对多点双向通信，解决了远距离无线通信的问题，通过采用高射频和宽带宽的无线射频收发器，能够确保机车控制和视频实时展现在控制塔台，提高机车的运用效率。
附图说明
下面结合附图对本实用新型做进一步说明：
图1为本实用新型点对多点无线通信的结构示意图；
图2为本实用新型点对点无线通信的结构示意图；
图3为本实用新型处理器的电路结构示意图；
图4为本实用新型无线频率收发器的电路原理图；
图5为本实用新型无线频率收发器的射频电路原理图；
图6为本实用新型以太网接口的电路原理图。
具体实施方式
如图1至图6所示，本实用新型一种双向宽带远距离无线通信装置，包括中心节点和至少一个接入节点，其中中心节点和接入节点在同一个局域网内部双向通信，所述中心节点和接入节点均设置有通信终端，所述通信终端内部集成有处理器、无线频率收发器，所述处理器通过导线与无线频率收发器相连，所述处理器包括双核处理系统和可编程逻辑单元，其中双核处理系统连接有存储单元、外设接口、晶振电路，所述可编程逻辑单元连接有无线频率收发器，所述无线频率收发器的频点范围为325MHz-3.8GHz、带宽为200KHz-20MHz。
所述外设接口包括JTAG 接口、10/100/1000 Mbps 以太网接口、USB OTG 2.0、SDCard、GPIO接口。
所述存储单元包括512 MB DDR3 和256 Mb QSPI Flash。
所述双核处理系统具体采用型号为Zynq 7030嵌入式片上SOC，内置双核ARMCortex-A9。
所述可编程逻辑单元还连接有GPIO接口、JTAG接口。
所述可编程逻辑单元具体采用K7 系列 FPGA。
所述无线频率收发器具体采用型号为AD9363，包括2个发射天线口和2个接收天线口，发射天线口、接收天线口分别连接有发射天线和接收天线。
所述中心节点设置在机车的控制塔台处，所述接入节点分别设置在各编组机车上。
所述接入节点的通信终端通过导线分别与各编组机车上的控制系统相连。
本实用新型提供的双向宽带远距离无线通信装置可以点对点双向通信，也可以点对多点星型组网方式双向通信。在点对多点通信时，如果两个接入节点之间需要通信必须通过中心节点中转，各节点在同一个无线局域网内，所有接入节点与中心节点通信共享无线工作带宽，通信终端会平均分配系统速率。中心节点到接入节点方向的数据传输称为下行链路，接入节点到中心节点方向的数据传输称为上行链路。在点对点或点对多点通信时，下行链路与上行链路共享无线工作带宽。
本实用新型的双向宽带远距离无线通信设备采用 Zynq7000+AD9363 的解决方案（xc7z030ffg676-2+AD9363BBCZ）。Zynq 7030 内置双核 ARM Cortex-A9 和可编程逻辑（等效于 K7 系列 FPGA）的 SOC 解决方案。AD936x 是 ADI 公司推出的零中频的集成 IC 解决方案，支持双发双收。
本实用新型的双向宽带远距离无线通信装置是基于 Xilinx Zynq-7000可扩展处理平台的开发，Zynq-7000 EPP结合了双 Corex-A9 处理系统（PS）和 K7 系列可编程逻辑（PL）单元，主要功能包括：
1）Xilinx® XC7Z030-2FFG676I
• 默认启动方式：QSPI Flash
• 可选择其他启动方式：JTAG 或者 SD Card
2）存储
• 512 MB DDR3 (128M x 32)
• 256 Mb QSPI Flash
3）外设接口
• JTAG 接口
• 10/100/1000 Mbps 以太网
• USB OTG 2.0
• SD Card
• 6 个用户按键 ( 2PS , 4PL )
• 6 个用户 LED ( 2PS , 4PL )
4）板上晶振
• 33.33333MHz ( PS )
• 40MHz ( PL )。
本实用新型的无线射频收发器具体采用AD9363芯片，包括2 个发射天线口和2 个接收天线口，主要集成了 LNA、Mixer、放大器和 IQ 调制器等 RF 前端以及 IF 电路（ADC、DAC），单一芯片可以完成 1T1R 或者 2T2R 通道的射频及中频处理，提供零中频的数据流给 FPGA、DSP 或者其他的基带芯片，其功能参数指标如下：
1. 集成 12 位 DAC 和 ADC 的 RF 2×2 收发器；
2. 频点范围：325 MHz to 3.8 GHz；
3. 带宽范围：200KHz-20MHz；
4.支持 FDD 和 TDD；
5. 2.4 Hz本振(LO)步长；
6.高线性度宽带发射器；
Tx 噪声：≤-157 dBm/Hz 本底噪声；
7.CMOS/LVDS 数字接口。
关于本实用新型具体结构需要说明的是，本实用新型采用的各部件模块相互之间的连接关系是确定的、可实现的，除实施例中特殊说明的以外，其特定的连接关系可以带来相应的技术效果，并基于不依赖相应软件程序执行的前提下，解决本实用新型提出的技术问题，本实用新型中出现的部件、模块、具体元器件的型号、连接方式除具体说明的以外，均属于本领域技术人员在申请日前可以获取到的已公开专利、已公开的期刊论文、或公知常识等现有技术，无需赘述，使得本案提供的技术方案是清楚、完整、可实现的，并能根据该技术手段重现或获得相应的实体产品。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种双向宽带远距离无线通信装置，其特征在于：包括中心节点和至少一个接入节点，其中中心节点和接入节点在同一个局域网内部双向通信，所述中心节点和接入节点均设置有通信终端，所述通信终端内部集成有处理器、无线频率收发器，所述处理器通过导线与无线频率收发器相连，所述处理器包括双核处理系统和可编程逻辑单元，其中双核处理系统连接有存储单元、外设接口、晶振电路，所述可编程逻辑单元连接有无线频率收发器，所述无线频率收发器的频点范围为325MHz-3.8GHz、带宽为200KHz-20MHz。
2.根据权利要求1所述的一种双向宽带远距离无线通信装置，其特征在于：所述外设接口包括JTAG 接口、10/100/1000 Mbps 以太网接口、USB OTG 2.0、SD Card、GPIO接口。
3.根据权利要求1所述的一种双向宽带远距离无线通信装置，其特征在于：所述存储单元包括512 MB DDR3 和256 Mb QSPI Flash。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种双向宽带远距离无线通信装置，其特征在于：所述双核处理系统具体采用型号为Zynq 7030嵌入式片上SOC，内置双核ARM Cortex-A9。
5.根据权利要求1所述的一种双向宽带远距离无线通信装置，其特征在于：所述可编程逻辑单元还连接有GPIO接口、JTAG接口。
6.根据权利要求5所述的一种双向宽带远距离无线通信装置，其特征在于：所述可编程逻辑单元具体采用K7 系列 FPGA。
7.根据权利要求1所述的一种双向宽带远距离无线通信装置，其特征在于：所述无线频率收发器具体采用型号为AD9363，包括2个发射天线口和2个接收天线口，发射天线口、接收天线口分别连接有发射天线和接收天线。
8.根据权利要求1所述的一种双向宽带远距离无线通信装置，其特征在于：所述中心节点设置在机车的控制塔台处，所述接入节点分别设置在各编组机车上。
9.根据权利要求8所述的一种双向宽带远距离无线通信装置，其特征在于：所述接入节点的通信终端通过导线分别与各编组机车上的控制系统相连。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202123208899.0U CN216491076U (zh) | 2021-12-20 | 2021-12-20 | 一种双向宽带远距离无线通信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202123208899.0U CN216491076U (zh) | 2021-12-20 | 2021-12-20 | 一种双向宽带远距离无线通信装置 |
Publications (1)
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| CN216491076U true CN216491076U (zh) | 2022-05-10 |
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ID=81424892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202123208899.0U Active CN216491076U (zh) | 2021-12-20 | 2021-12-20 | 一种双向宽带远距离无线通信装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN216491076U (zh) |
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2021
- 2021-12-20 CN CN202123208899.0U patent/CN216491076U/zh active Active
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