[發(fā)明專利]基于半雙工基帶芯片的全雙工物聯(lián)網(wǎng)基站

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• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108599806A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈建華;趙武陽;趙東煒
• 申請（專利權(quán)）人: 北京升哲科技有限公司
• 主分類號: H04B1/401
• 分類號: H04B1/401;H04L5/16;H04W56/00;H04W88/10
• 代理公司: 北京集智東方知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11578
• 代理人: 陳亞斌;關(guān)兆輝

本發(fā)明公開了一種基于半雙工基帶芯片的全雙工物聯(lián)網(wǎng)基站，所述基站包括：處理器、接收模塊和發(fā)送模塊；其中，所述接收模塊包括：依次連接的設(shè)置為接收狀態(tài)的第一射頻開關(guān)、低噪聲放大器、射頻前端以及所述半雙工基帶芯片；所述發(fā)送模塊包括：依次連接的收發(fā)器、功率放大器、設(shè)置為發(fā)送狀態(tài)的第二射頻開關(guān)；所述處理器通過總線與所述接收模塊的半雙工基帶芯片相連，進行數(shù)據(jù)、控制指令的交互；所述處理器還通過總線與所述發(fā)送模塊的收發(fā)器相連，進行數(shù)據(jù)、控制指令的交互。應用本發(fā)明解決了現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)基站只能實現(xiàn)半雙工通訊的缺點，可以實現(xiàn)全雙工實時通訊，提高通信效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種基于半雙工基帶芯片的全雙工物聯(lián)網(wǎng)基站。

背景技術(shù)

目前市場基于LoRaWAN協(xié)議的LPWAN物聯(lián)網(wǎng)基站均采用Semtech公司SX1301基帶芯片，外加2片SX1255或SX1257射頻前端芯片，組成一套具有8路上行，1路下行的方案。但由于SX1301是一款半雙工無線調(diào)制解調(diào)器基帶芯片，其工作模式只能采用半雙工方式來與終端進行通信，基站不能同時工作在收、發(fā)兩種模式下，這就限制了基站與終端之間的通信效率。而由于LPWAN物聯(lián)網(wǎng)基站的覆蓋面積較廣，能同時接納幾平方公里內(nèi)成千上萬個終端節(jié)點數(shù)據(jù)，采用半雙工的通信方式嚴重的影響了網(wǎng)絡(luò)的通信效率。

目前LPWAN物聯(lián)網(wǎng)基站的整體方案如圖1所示，一般采用ARM作為主控的處理器，通過SPI總線來驅(qū)動基于SX1301基帶芯片的收發(fā)模塊。該半雙工的收發(fā)模塊中，包括SX1301基帶芯片、采用SX1255芯片的射頻前端、功率放大器、低噪聲放大器，以及射頻開關(guān)。其中，射頻前端是將基帶的IQ信號進行上變頻或下變頻，射頻開關(guān)用來將2路信號合并為1路，接入天線。功率放大器是負責將輸出功率進行放大，以達到標準所要求的輸出功率，而低噪聲放大器是將接收到的小信號進行放大，提高SX1255對有用信號的解析能力。GPS定位模塊負責基站的地理坐標獲取，同時將收到的1PPS信號輸出至基帶，對數(shù)據(jù)包增加時間戳。4G模塊和以太網(wǎng)是負責將基站自身狀態(tài)信息及收到的數(shù)據(jù)傳輸至后端平臺。同時以太網(wǎng)支持POE供電，匹配戶外站點安裝要求。

雖然現(xiàn)階段的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)多為上行，但也不缺乏在上行的同時，也要對終端進行喚醒，校準或配置等下行工作。由于現(xiàn)有方案采用的SX1301是一款半雙工無線調(diào)制解調(diào)器基帶芯片，其內(nèi)部的2個微處理器一個負責動態(tài)增益控制及網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制，另一個負責數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)仲裁。這樣的半雙工通訊模式大大的影響了網(wǎng)絡(luò)通信的效率，特別是網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點數(shù)量多，又需要上下行并發(fā)時，制約尤為嚴重。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種基于半雙工基帶芯片的全雙工物聯(lián)網(wǎng)基站，解決了現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)基站只能實現(xiàn)半雙工通訊的缺點，可以實現(xiàn)全雙工實時通訊，提高通信效率。

基于上述目的，本發(fā)明提供一種基于半雙工基帶芯片的全雙工物聯(lián)網(wǎng)基站，包括：處理器、接收模塊和發(fā)送模塊；其中，

所述接收模塊包括：依次連接的設(shè)置為接收狀態(tài)的第一射頻開關(guān)、低噪聲放大器、射頻前端以及所述半雙工基帶芯片；

所述發(fā)送模塊包括：依次連接的收發(fā)器、功率放大器、設(shè)置為發(fā)送狀態(tài)的第二射頻開關(guān)；

所述處理器通過總線與所述接收模塊的半雙工基帶芯片相連，進行數(shù)據(jù)、控制指令的交互；所述處理器還通過總線與所述發(fā)送模塊的收發(fā)器相連，進行數(shù)據(jù)、控制指令的交互。

進一步，所述接收模塊中還包括：

連接在所述射頻前端與所述接收模塊中的射頻開關(guān)之間的功率放大器。

較佳地，所述處理器還用于在檢測所述發(fā)送模塊出現(xiàn)故障后，控制所述接收模塊將第一射頻開關(guān)切換為半雙工的收發(fā)狀態(tài)。

其中，所述半雙工基帶芯片支持上行多信道的調(diào)制解調(diào)，信道調(diào)度控制。

其中，所述接收模塊中的射頻前端為兩個，用于進行信號的上、下變頻。