RU2422997C2 - Method to create ultra-high-speed wireless wideband mesh networks - Google Patents

Method to create ultra-high-speed wireless wideband mesh networks Download PDF

Info

Publication number
RU2422997C2
RU2422997C2 RU2009103261/09A RU2009103261A RU2422997C2 RU 2422997 C2 RU2422997 C2 RU 2422997C2 RU 2009103261/09 A RU2009103261/09 A RU 2009103261/09A RU 2009103261 A RU2009103261 A RU 2009103261A RU 2422997 C2 RU2422997 C2 RU 2422997C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ghz
data
mesh
carrier frequency
networks
Prior art date
Application number
RU2009103261/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009103261A (en
Inventor
Владимир Миронович Вишневский (RU)
Владимир Миронович Вишневский
Сергей Анатольевич Фролов (RU)
Сергей Анатольевич Фролов
Original Assignee
Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "Информационные и сетевые технологии" (ЗАО НПФ "ИНСЕТ")
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 Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "Информационные и сетевые технологии" (ЗАО НПФ "ИНСЕТ") filed Critical Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "Информационные и сетевые технологии" (ЗАО НПФ "ИНСЕТ")
Priority to RU2009103261/09A priority Critical patent/RU2422997C2/en
Priority to FR1050706A priority patent/FR2941801A1/en
Publication of RU2009103261A publication Critical patent/RU2009103261A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2422997C2 publication Critical patent/RU2422997C2/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00Network topologies
    • H04W84/02Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/10Small scale networks; Flat hierarchical networks
    • H04W84/12WLAN [Wireless Local Area Networks]

Abstract

FIELD: information technologies.
SUBSTANCE: method includes transformation of digital information into data packets with transfer of specified packets along communications networks, where in a mesh network antenna feeder units are installed at a distance of 500 m in a staggered order. The carrier frequency is tuned for 80 GHz, data transfer speed of 2 GB/s is maintained, modulated radio signals are received.
EFFECT: increased speed of data transfer by increase of data passband, achievement of a more even transfer of data flows and in frequency planning in mesh networks.

Description

Предложенное изобретение относится к информационным технологиям, а именно к сетям передачи пакетов данных, и может быть использовано при построении сверхвысокоскоростных MESH-сетей.The proposed invention relates to information technology, namely to networks for the transmission of data packets, and can be used in the construction of ultra-high-speed MESH networks.

Сущность изобретения состоит в том, что приемо-передающие ретрансляционные антенны и узлы сети связи располагают на расстоянии до 500 м, несущую частоту повышают до 80 ГГц, скорость передачи данных - до 5 Гб/с и выше, а в приемо-передающем тракте узла MESH-сети выполняют модуляцию, демодуляцию и маршрутизацию электрических сигналов средствами, включающими: программно-управляемый трансивер, маршрутизатор, СВЧ-фильтры, концентратор и шлюз с адаптером низкоскоростной сети, а указанную несущую частоту преобразуют в стандартную частоту 6,4 ГГц; 2,4 ГГц или другую с последующей передачей на сервер пользователя по стандартным протоколам.The essence of the invention lies in the fact that the transmit-receive relay antennas and nodes of the communication network are located at a distance of up to 500 m, the carrier frequency is increased to 80 GHz, the data transfer rate is up to 5 Gb / s and higher, and in the transmit-receive channel of the MESH node -networks perform modulation, demodulation and routing of electrical signals by means of, including: a software-controlled transceiver, router, microwave filters, a hub and a gateway with a low-speed network adapter, and the indicated carrier frequency is converted to the standard frequency of 6.4 GHz; 2.4 GHz or another, followed by transmission to the user’s server using standard protocols.

В качестве прототипа [1] выбрана сеть передачи данных, созданная по стандарту IEEE 802.11, в которой скорость передачи данных 1 Гб/с, что не отвечает современным требованиям по быстродействию, предъявляемым к каналам связи. Попытка решения данной задачи путем увеличения мощности передатчика ограничивается проявлением перекрестных помех, а повышение несущей частоты передатчика ограничено фактором атмосферного затухания радиоизлучения.As a prototype [1], a data transmission network created according to the IEEE 802.11 standard, in which the data transfer rate is 1 Gb / s, which does not meet modern performance requirements for communication channels, was selected. An attempt to solve this problem by increasing the power of the transmitter is limited by the manifestation of crosstalk, and the increase in the carrier frequency of the transmitter is limited by the atmospheric attenuation factor of the radio emission.

В предложенном изобретении решена задача повышения скорости передачи данных в беспроводных широкополосных ячеистых сетях до 5 Гб/с и выше.The proposed invention solves the problem of increasing the data transfer rate in wireless broadband mesh networks up to 5 Gb / s and higher.

Указанная задача решена тем, что в ячеистой сети (MESH-сети) устанавливают ретрансляционные антенно-фидерные тракты на расстоянии 500 м в шахматном порядке, настраивают несущую частоту передатчика на 80 ГГц, выдерживают скорость передачи данных до 5 Гб/с и выше, например 6,1…6,4 ГГц; 5,3…5,9 ГГц, 2,41…2,48 ГГц и принимают пакеты данных в устройствах пользователей.This problem is solved by the fact that retransmission antenna-feeder paths are installed in a mesh network (MESH network) at a distance of 500 m in a checkerboard pattern, the transmitter carrier frequency is set to 80 GHz, they can withstand data transfer rates of up to 5 Gb / s and higher, for example 6 , 1 ... 6.4 GHz; 5.3 ... 5.9 GHz, 2.41 ... 2.48 GHz and receive data packets in user devices.

Согласно способу выполняют изложенную выше последовательность действий в соответствии с нижеследующим описанием. В ячеистые сети (MESH-сети) встраивают приемо-передающие устройства, имеющие несущую частоту не менее 80 ГГц, включающие модуляторы кодовых посылок, маршрутизаторы и антенно-фидерные блоки, обеспечивающие прием-передачу сверхскоростных широкополосных сигналов, например, со скоростью 2 Гб/с.According to the method, the above sequence of actions is performed in accordance with the following description. Transceiver devices with a carrier frequency of at least 80 GHz, including code parcel modulators, routers and antenna-feeder units, providing the transmission and reception of ultra-fast broadband signals, for example, at a speed of 2 Gb / s, are built into mesh networks (MESH networks) .

Антенно-фидерные блоки располагают в шахматном порядке и на расстоянии 500 м один от другого. Расположение антенн в шахматном порядке позволяет улучшить качество выбора соседней станции ячеистой сети и снижает влияние рельефа местности, а также расположенных на ней препятствий. Расстояние 500 м найдено экспериментально. При меньшем расстоянии и работе с передатчиками стандартной мощности могут возникать перекрестные помехи, которые резко возрастают в случае установки передатчиков повышенной мощности. При большем расстоянии наблюдается снижение качества приема сигнала, например, обусловленное большим затухании из-за атмосферных осадков.Antenna-feeder blocks are staggered and at a distance of 500 m from one another. The staggered arrangement of antennas improves the quality of the selection of the neighboring mesh station and reduces the influence of the terrain, as well as the obstacles located on it. A distance of 500 m was found experimentally. At shorter distances and when working with standard power transmitters, crosstalk can occur, which will increase dramatically when higher power transmitters are installed. At greater distances, a decrease in signal reception quality is observed, for example, due to large attenuation due to precipitation.

Осуществляют более широкое в сравнении с прототипом разнесение несущих частот и выполняют прием-передачу данных на несущей частоте порядка 80 ГГц со скоростью 2 Гб/с. Дополнительно для передачи абоненту в сетях нижнего уровня используют выбор менее загруженного диапазона Например, выполняют преобразование частоты несущей в один из стандартных диапазонов 6,1…6,4 ГГц; 5,3…5,9 ГГц; 2,41…2,48 ГГц.Carrier spacing is wider compared to the prototype and data is received and transmitted at a carrier frequency of about 80 GHz with a speed of 2 Gb / s. Additionally, for transmission to the subscriber in lower-level networks, the choice of a less loaded band is used. For example, the carrier frequency is converted to one of the standard ranges of 6.1 ... 6.4 GHz; 5.3 ... 5.9 GHz; 2.41 ... 2.48 GHz.

Преобразованный информационный поток направляют пользователю.The converted information stream is sent to the user.

Пример 1. Создают MESH-сеть, включающую 70 антенно-фидерных блоков с передатчиками, приемниками и маршрутизаторами, расположенными на местности в шахматном порядке и на расстоянии 500 м один от другого. Указанные передатчики с модуляторами, маршрутизаторы и приемники технологически настраивают на несущую (рабочую) частоту 80 ГГц. Скорость передачи устанавливают 2 ГГц/с. Посредством срабатывания маршрутизаторов устанавливают виртуальный канал связи. В течение 10 мин выполняют передачу пакетов данных, поступающих на модулятор передатчика из сети поддержки сервера передающего абонента и на приемо-передающий блок. Поступающие на приемную сторону на частоте 80 ГГц модулированные радиосигналы преобразовывают так, что дальнейшую их передачу осуществляют по свободному стандартному частотном каналу 6,4 ГГц. Выполняют демодуляцию и в режиме, близком к синхронному, с малым временем задержки получают данные абонентом, осуществляющим прием информации. Наложения помех от других станций не наблюдают.Example 1. Create a MESH network, including 70 antenna-feeder units with transmitters, receivers and routers, located on the ground in a checkerboard pattern and at a distance of 500 m from each other. These transmitters with modulators, routers and receivers are technologically tuned to the carrier (working) frequency of 80 GHz. The transmission speed is set to 2 GHz / s. Through the operation of the routers establish a virtual communication channel. Within 10 min, data packets arriving at the transmitter modulator from the support network of the server of the transmitting subscriber and to the transmitting and transmitting unit are transmitted. The modulated radio signals coming to the receiving side at a frequency of 80 GHz are converted so that their further transmission is carried out on a free standard frequency channel of 6.4 GHz. They perform demodulation and, in a mode close to synchronous, receive data with a short delay time by the subscriber receiving the information. No interference from other stations is observed.

Пример 2. Создают MESH-сеть из 100 расположенных в шахматном порядке антенно-фидерных блоков с ретрансляторами, включающими приемник, маршрутизатор, передатчик и другие электронные устройства. Антенно-фидерные блоки располагают в шахматном порядке и на расстоянии 500 м друг от друга. Настраивают MESH-сеть на несущую частоту передатчиков 80 ГГц, устанавливают виртуальный канал и передают по широкополосному беспроводному каналу связи от передатчика абонента на передающей стороне к передатчику абонента на приемной стороне. Погодные условия не благоприятствуют передаче. Идет снег с дождем. В этих условиях сигнал на несущей частоте 80 ГГц принят без потери информации. На приемной стороне для сокращения времени ожидания и повышения надежности доставки информации на сервер абонента находят один из менее загруженных стандартных диапазонов. Данный диапазон находится в интервале частот 5,3…5,9 ГГц. Выбирают несущую частоту в данном диапазоне равной 5,7 ГГц. Осуществляют доставку сигнала корреспонденту на приемной стороне полностью, с высокой скоростью и без потери информации.Example 2. Create a MESH network of 100 staggered antenna-feeder units with repeaters, including a receiver, router, transmitter and other electronic devices. Antenna-feeder blocks are staggered and at a distance of 500 m from each other. Set up the MESH network on the carrier frequency of 80 GHz transmitters, set up a virtual channel and transmit it over a broadband wireless channel from the subscriber transmitter on the transmitting side to the subscriber transmitter on the receiving side. Weather conditions do not favor transmission. It is snowing with rain. Under these conditions, a signal at a carrier frequency of 80 GHz is received without loss of information. To reduce the waiting time and increase the reliability of information delivery to the subscriber’s server, one of the less loaded standard ranges is found on the receiving side. This range is in the frequency range 5.3 ... 5.9 GHz. The carrier frequency in this range of 5.7 GHz is selected. The signal is delivered to the correspondent on the receiving side in full, with high speed and without loss of information.

Эффективность изобретенияThe effectiveness of the invention

Предложенное изобретение позволяет:The proposed invention allows:

1. Повысить до 2 Гб/с и выше скорость передачи данных в MESH-сетях.1. Increase the data transfer rate in MESH networks to 2 Gb / s and higher.

2. Сохранить работоспособность существующих средства доступа пользователей к сетям связи и достигнуть более равномерной передачи потоков данных.2. To maintain the operability of existing means of user access to communication networks and achieve a more uniform transmission of data streams.

3. Расширить задачу частотного планирования в MESH-сетях.3. To expand the task of frequency planning in MESH networks.

ЛитератураLiterature

1. Руководство по технологии объединенных сетей. 4-е издание. М. 2005.1. Guidance on technology for integrated networks. 4th edition. M. 2005.

Claims (1)

Способ создания сверхскоростных беспроводных широкополосных ячеистых MESH-сетей путем последовательного преобразования дискретной информации в пакеты данных с передачей указанных пакетов по сетям связи, отличающийся тем, что в ячеистой MESH-сети, в ретрансляторах с антенно-фидерными блоками и маршрутизаторами, расположенных на расстоянии 500 м один от другого в шахматном порядке, несущую частоту широкополосного передатчика настраивают в верхнем пределе до 80 ГГц, выдерживают скорость передачи данных 2 Ггб/с, принимают на данной частоте модулированные радиосигналы, преобразуют указанную несущую частоту данных радиосигналов в один из стандартных диапазонов 2,4-6,4 ГГц и принимают пакеты данных в устройствах пользователей. The method of creating ultra-fast wireless broadband mesh MESH networks by sequentially converting discrete information into data packets with the transmission of these packets over communication networks, characterized in that in a mesh MESH network, in relays with antenna-feeder units and routers located at a distance of 500 m one from another in a staggered manner, the carrier frequency of the broadband transmitter is tuned to an upper limit of 80 GHz, can withstand a data transfer rate of 2 Gb / s, take the mode at this frequency radio signals, convert the indicated carrier frequency of the data of the radio signals into one of the standard 2.4-6.4 GHz bands and receive data packets in user devices.
RU2009103261/09A 2009-02-03 2009-02-03 Method to create ultra-high-speed wireless wideband mesh networks RU2422997C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009103261/09A RU2422997C2 (en) 2009-02-03 2009-02-03 Method to create ultra-high-speed wireless wideband mesh networks
FR1050706A FR2941801A1 (en) 2009-02-03 2010-02-02 Wireless wideband ultra-rapid telematic cellular network creation method for transferring batch data, involves demodulating radio signals, transferring batch data through communication network, and receiving batch data by user devices

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009103261/09A RU2422997C2 (en) 2009-02-03 2009-02-03 Method to create ultra-high-speed wireless wideband mesh networks

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009103261A RU2009103261A (en) 2010-08-10
RU2422997C2 true RU2422997C2 (en) 2011-06-27

Family

ID=42352392

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009103261/09A RU2422997C2 (en) 2009-02-03 2009-02-03 Method to create ultra-high-speed wireless wideband mesh networks

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR2941801A1 (en)
RU (1) RU2422997C2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Чачин П. Телекоммуникационные решения «Первая mesh-сеть в Москве», 20.06.2006, [on line], <hppt://www.pcweek.ru/themes/detail.php?ID=72723>. А.Борисов, OpenNet: «Знакомимся с реализацией свободной mesh-сети», 04.12.2008, [on line], <hppt://www. Opennet.ru/base/net/create_mesh.txt.html>. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009103261A (en) 2010-08-10
FR2941801A1 (en) 2010-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10763952B2 (en) Systems and methods for a fronthaul network
US8229347B2 (en) Base transceiver stations and method of operating thereof
CN102090016B (en) For the physical layer frame format design of system of broadband wireless communication
KR102160865B1 (en) Wireless access system
CN1104117C (en) Base station transceiver for FH/CDMA system
CN101663904A (en) System for and method of providing remote coverage area for wireless communications
US20170012681A1 (en) Systems and Methods for RRU Control Messaging Architecture for Massive MIMO Systems
Bartelt et al. Heterogeneous backhaul for cloud-based mobile networks
EP2600686B1 (en) Communication link for a split microwave backhaul architecture
CN104092526A (en) Multi-carrier communicating method and device for TDD mode MIMO wireless communicating system
CN105071860A (en) Multi-channel ROF system based on WDM and OFDM technologies
CN102315880A (en) Light path transmission method and device
KR20100045602A (en) Digital repeater of mobile communication system and method thereof
Shaddad et al. Performance evaluation for optical backhaul and wireless front-end in hybrid optical-wireless access network
Sung et al. Experimental demonstration of bandwidth-efficient indoor distributed antenna system based on IFoF technology supporting 4G LTE-A and 5G mobile services
CN106888467A (en) A kind of high ferro WIFI systems based on millimeter wave
US20230217381A1 (en) Control information for smart repeater in wireless communication system
CN108282165B (en) Wireless communication system architecture
RU2422997C2 (en) Method to create ultra-high-speed wireless wideband mesh networks
US20170257835A1 (en) Frame Structure to Support Long Distance Transmission
CN104954071B (en) A kind of digital Optical fiber relay systems of LTE Advanced and its implementation
CN108667531A (en) Terahertz wireless signal sending device, reception device, communication system and method
CA2285198C (en) Parallel transmission method
Chen et al. Demonstration of analog millimeter-wave fronthaul link for 64-qam lte signal transmission
Huang et al. Multi-gigabit microwave and millimeter-wave communications research at CSIRO

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110616

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20130110

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140204