[發明專利]基于通用調制解調芯片的無線視頻傳輸控制系統及方法

有效

• 申請號: 201910698725.5
• 申請日: 2019-07-31
• 公開（公告）號: CN110519007B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 何先燈;田智浩;姚和平;陳南;易運暉;朱暢華;權東曉;趙楠
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學;大連昊洋科技發展有限公司
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L29/06
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

本發明屬于無線通信技術領域，公開了一種基于通用調制解調芯片的無線視頻傳輸控制系統及方法，發射機包括：通用調制解調模塊、微控制器模塊連接；現場可編程門陣列、微控制器模塊、上位機模塊；接收機包括：通用調制解調模塊；微控制器模塊，與調制解調模塊與雙向連接；現場可編程門陣列，與微控制器模塊連接；上位機模塊，與現場可編程門陣列連接。本發明使用通用調制解調芯片收發射頻信號；可使用多路并聯，拓展帶寬，在頻域上有部分交疊；多路信息統一進行信道編碼，相比單一信道數據可以增加交織深度增強抗誤碼性能，減少由頻譜交疊造成的誤碼，增加帶寬利用率；系統帶寬可通過增加系統內通用調制解調芯片的數量進一步拓展，成本低。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，尤其涉及一種基于通用調制解調芯片的無線視頻傳輸控制系統及方法。

背景技術

目前，最接近的現有技術主要有兩類。第一種采用OFDM的多載波調制解調技術；另一種為市場上常見的基于通用調制解調芯片的無線數據傳輸技術，例如成都億佰特公司的E30系列模塊。

首先，相比采用OFDM的多載波調制解調技術，本發明使用的子載波數量較少，因此有更小的峰均比，可以降低系統后級功放的性能要求。此外，OFDM的調制解調需要較強的數字信號處理能力，所以硬件成本較高，二次開發較難。而本發明使用低成本通用調制解調芯片有效降低了硬件成本與性能要求，并且提供了一個透傳通道，不需要對數據協議進行額外規定，方便進行自定義的信道編碼開發。

相比常見的基于調制解調芯片的無線數據傳輸技術，如前述E30系列模塊，本發明采用新設計將通用調制解調芯片的包傳輸模式與連續傳輸模式相結合，解決了現有模塊對芯片帶寬利用率較低的問題，并且使用連續傳輸模式進行傳輸，減少了現有模塊使用包傳輸模式發送信號產生的頻譜雜散。此外，本發明提供了利用多片通用調制解調芯片拓展數據帶寬的方法，解決了常見模塊單體帶寬較低的缺陷。

綜上所述，本發明主要解決的問題主要有以下幾個方面。第一是提供了一種多載波無線數據傳輸方案，相比OFDM降低了硬件成本與性能要求。第二是提供了一種使用通用調制解調芯片的新方法，相比現有方法獲得了更好的射頻性能與更大的帶寬利用率；第三是提供了根據系統實際需要進行帶寬拓展的方法，減少頻譜資源的浪費。

無線通信是利用電波信號可以在自由空間中傳播的特性進行信息交換的一種通信方式。使用射頻收發器芯片設計無線通信系統可以有效降低系統的復雜度，減少開發周期并提升產品穩定性。目前，常用的以射頻收發器芯片為核心的無線系統大致分為兩種。一種是基于AD9361等射頻收發器芯片的定制通信系統，擁有較寬的載波范圍，也可以通過配置組建MIMO系統，其高成本以及較高的開發難度并不適合在低成本的產品中廣泛應用。另一種使用通用調制解調芯片、模塊等的系統可選擇的載波頻率范圍較窄，可配置的基帶速率有限，頻譜性能較差等。

在控制成本的前提下使用通用調制解調芯片組成無線通信系統時會面臨模式選擇的問題。幾乎所有的通用調制解調芯片都具有包傳輸模式與連續傳輸模式兩種模式。包傳輸模式是指芯片使用內置程序將上位機傳輸來的數據按照配置進行打包發送。與此同時，接收機按照與發送端相同的包結構配置進行解包并獲得包中的載荷。這種模式下，接收芯片可以使能接收機的AFC(自動頻率控制)功能，獲得優異的載波頻偏估計和位同步估計性能。由于通信芯片和上位機之間的數據傳輸、芯片對數據進行打包解包、射頻功放的開關等都需要處理時間，芯片并不能達到設定的數據速率，并且包傳輸模式下連續發送時，每包數據傳輸結束，射頻功放都會關閉一次，導致包傳輸模式連續發送下，芯片的射頻電路會不停進行收發切換，導致大量的頻譜雜散產生，對于要求更高的無線通信系統，是不允許的。

連續傳輸模式是指發射機芯片以bit為單位按照時鐘連續發送數據，接收機恢復出時鐘和數據并輸出。連續傳輸模式的接收機始終在輸出有效數據，無法通過訓練序列進行頻率校準，因此沒有AFC功能。這會使得接收載波頻偏和位同步偏差比較大，導致接收靈敏度下降和誤碼率上升。