一種動(dòng)態(tài)化自組網(wǎng)無線通信裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線電通信領(lǐng)域，尤其涉及一種動(dòng)態(tài)化自組網(wǎng)無線通信模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)(Mesh網(wǎng)絡(luò))即“無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)”，是一個(gè)動(dòng)態(tài)的可以不斷擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，任意的兩個(gè)設(shè)備均可以保持無線互聯(lián)，在這種Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過相鄰其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，以無線多跳方式相連，具有無需架設(shè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、可快速展開、抗毀性強(qiáng)等特點(diǎn)，是解決“最后一公里”問題的關(guān)鍵技術(shù)之一。在向下一代網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的過程中，無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)不可缺的技術(shù)。無線mesh可以與其它網(wǎng)絡(luò)協(xié)同通信。
[0003]現(xiàn)有的多模塊、多信道、多射頻技術(shù)的S波段、C波段無線Mesh產(chǎn)品接入和回傳的頻率不一致，對(duì)不同頻率的信道進(jìn)行檢測(cè)工作量較大，當(dāng)Mesh自組網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)較多時(shí)會(huì)花費(fèi)較長(zhǎng)的檢測(cè)時(shí)間，造成數(shù)據(jù)延遲，降低網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量。此外，現(xiàn)有的Mesh產(chǎn)品的核心處理系統(tǒng)功能單一、固定，隨著Mesh網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的擴(kuò)展，核心處理系統(tǒng)承擔(dān)的運(yùn)算量大大增加，原有的功能模塊已不能充分適應(yīng)不同的需求，而對(duì)核心處理系統(tǒng)的升級(jí)成本非常高，也因此妨礙了Mesh網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種動(dòng)態(tài)化自組網(wǎng)無線通信裝置，基于MANET技術(shù)和OFDM調(diào)制技術(shù)，并充分考慮現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議不足的情況，通過多路徑路由技術(shù)解決無中心方式下的動(dòng)態(tài)組網(wǎng)問題，可適應(yīng)拓?fù)淇熳兓?、高密度、大?guī)模的移動(dòng)多跳自組網(wǎng)。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:一種動(dòng)態(tài)化自組網(wǎng)無線通信裝置，包括中央處理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、SDRAM存儲(chǔ)模塊、綜合業(yè)務(wù)接口管理模塊、調(diào)制模塊、解調(diào)模塊和變頻模塊，各模塊均設(shè)有一組以太網(wǎng)口并通過以太網(wǎng)進(jìn)行模塊間數(shù)據(jù)傳輸，變頻模塊設(shè)有無線信號(hào)收發(fā)端，所述無線信號(hào)收發(fā)端作為所述動(dòng)態(tài)化自組網(wǎng)無線通信裝置的無線信號(hào)收發(fā)端，實(shí)現(xiàn)所述動(dòng)態(tài)化自組網(wǎng)無線通信裝置與處于同一自組網(wǎng)中的用戶設(shè)備或其他動(dòng)態(tài)化自組網(wǎng)無線通信裝置之間的信息傳輸；
[0006]綜合業(yè)務(wù)接口管理模塊包括接口模塊、電源管理模塊和配置管理模塊，電源管理模塊為各模塊供電；配置管理模塊為網(wǎng)絡(luò)管理員提供查詢網(wǎng)絡(luò)配置情況和修改網(wǎng)絡(luò)配置的交互界面;綜合業(yè)務(wù)接口管理模塊向變頻模塊發(fā)送變頻模塊控制信息，控制變頻模塊的開啟或關(guān)閉；
[0007]當(dāng)所述動(dòng)態(tài)化自組網(wǎng)無線通信裝置處于信息接收狀態(tài)時(shí)，變頻模塊接收處于同一自組網(wǎng)中的自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)或用戶設(shè)備發(fā)送的信息包并將信息包下變頻為150MHz的中頻信號(hào)后反饋給解調(diào)模塊，解調(diào)模塊對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)后將中頻信號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊從中頻信號(hào)中獲取無線自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)開銷以及網(wǎng)絡(luò)頻率資源占用情況并發(fā)送給中央處理模塊；當(dāng)所述動(dòng)態(tài)化自組網(wǎng)無線通信裝置處于信息發(fā)送狀態(tài)時(shí)，數(shù)據(jù)處理模塊將待發(fā)射的基帶數(shù)據(jù)發(fā)送給調(diào)制模塊進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制模塊將調(diào)制后的數(shù)據(jù)發(fā)送給變頻模塊上變頻為150MHz的中頻信號(hào)并發(fā)送給處于同一自組網(wǎng)中的自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)或用戶設(shè)備;
[0008]中央處理模塊為中央處理芯片，在數(shù)據(jù)處理模塊中實(shí)現(xiàn)無線自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)開銷以及網(wǎng)絡(luò)頻率資源占用情況統(tǒng)計(jì)，中央處理模塊根據(jù)此統(tǒng)計(jì)生成對(duì)無線自組網(wǎng)絡(luò)頻率和子載波資源的占用通知信息，占用通知信息包括自電臺(tái)的占用子載波數(shù)量、編號(hào)以及頻率時(shí)間信息，中央處理模塊通過管理信道將占用通知信息廣播至無線自組網(wǎng)其他電臺(tái)節(jié)點(diǎn)；中央處理模塊通過管理信道與同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的無線自組網(wǎng)電臺(tái)交換收發(fā)載噪比信息，并構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與路由路徑表，再將該網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和路由路徑表發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊；中央處理模塊將無線自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)開銷、網(wǎng)絡(luò)頻率資源占用情況、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與路由路徑表存儲(chǔ)于SDRAM存儲(chǔ)模塊中，通過應(yīng)用軟件為用戶提供交互界面，將節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)以圖形和文字的方式呈現(xiàn)給用戶；中央處理模塊讀取用戶配置參數(shù)，并根據(jù)用戶配置參數(shù)對(duì)其他模塊進(jìn)行本地配置，無線遙控用戶設(shè)備頻率；
[0009]數(shù)據(jù)處理模塊為FPGA處理芯片，數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)中央處理模塊提供的路由路徑信息編寫無線自組網(wǎng)電臺(tái)的內(nèi)部報(bào)頭數(shù)據(jù)，內(nèi)部報(bào)頭數(shù)據(jù)指明目標(biāo)無線自組網(wǎng)電臺(tái)的內(nèi)部編號(hào)、能夠進(jìn)行中繼的電臺(tái)節(jié)點(diǎn)以及IP數(shù)據(jù)包的調(diào)制方式;數(shù)據(jù)處理模塊通過后臺(tái)封裝在需要發(fā)射的原始IP數(shù)據(jù)前封裝上內(nèi)部報(bào)頭數(shù)據(jù)并將封裝后的IP數(shù)據(jù)經(jīng)信令信道廣播到相鄰的節(jié)點(diǎn)。
[0010]優(yōu)選的，所述動(dòng)態(tài)化自組網(wǎng)無線通信裝置還包括SMA射頻接口，SMA射頻接口一端與調(diào)制模塊相連，另一端接有外置PA，綜合業(yè)務(wù)接口管理模塊向外置PA發(fā)送外置功放控制信息控制外置PA的開啟或關(guān)閉；調(diào)制模塊以SMA射頻接口形式將調(diào)制后的數(shù)據(jù)送到外置PA進(jìn)行放大，外置PA將放大后的數(shù)據(jù)發(fā)送給變頻模塊。
[0011]優(yōu)選的，所述電源管理模塊設(shè)有一組電源適配接口和電池盒，當(dāng)有外接電源條件時(shí)通過電源適配接口為各模塊供電，當(dāng)沒有外接電源條件時(shí)通過電池為各模塊供電。
[0012]優(yōu)選的，所述綜合業(yè)務(wù)接口管理模塊對(duì)外設(shè)有IP接口，當(dāng)需要通過有線接入自組網(wǎng)時(shí)通過IP接口接入自組網(wǎng)，綜合業(yè)務(wù)接口管理模塊將IP數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)幀。
[0013]進(jìn)一步的，所述動(dòng)態(tài)化自組網(wǎng)無線通信裝置還包括VOIP模塊，VOIP模塊分別與中央處理模塊和綜合業(yè)務(wù)管理模塊相連，建立無線自組網(wǎng)內(nèi)部語音通話信道。
[0014]優(yōu)選的，所述動(dòng)態(tài)化自組網(wǎng)無線通信裝置還包括控制開關(guān)，當(dāng)發(fā)射信號(hào)時(shí)，關(guān)斷接收通道;當(dāng)接收信號(hào)時(shí)，關(guān)斷發(fā)射通道。
[0015]優(yōu)選的，調(diào)制模塊對(duì)于數(shù)據(jù)的調(diào)制方式為COFDM或QPSK調(diào)制。
[0016]有益效果:辦發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果:
[0017]1、本發(fā)明體積小，功耗低，使用方便，組網(wǎng)靈活，具備網(wǎng)絡(luò)自我組織的能力，支持多跳組網(wǎng)和適應(yīng)快速變化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌⑶夷軌蛱峁└旄€(wěn)定的接入速度，非常適應(yīng)于搶險(xiǎn)救災(zāi)、消防應(yīng)急、聯(lián)合軍演、移動(dòng)組網(wǎng)等復(fù)雜環(huán)境應(yīng)用。
[0018]2、安裝Mesh節(jié)點(diǎn)非常簡(jiǎn)單，將設(shè)備從包裝盒里取出來，接上電源就行了，能夠最大程度的簡(jiǎn)化現(xiàn)場(chǎng)配置和實(shí)施，滿足應(yīng)急通信和臨時(shí)組網(wǎng)中對(duì)于快速建網(wǎng)和零配置的要求。由于極大地簡(jiǎn)化了安裝，用戶可以很容易增加新的節(jié)點(diǎn)來擴(kuò)大無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍和網(wǎng)絡(luò)容量。
[0019]3、本發(fā)明基于單頻組網(wǎng)機(jī)制，所有的無線接入點(diǎn)Mesh AP的接入和回傳均工作于同一頻段。
[0020]4、本發(fā)明采用FPGA芯片作為副處理器，大大降低了中央處理模塊的運(yùn)算壓力，且FPGA芯片可根據(jù)不同的需求靈活編程，可適應(yīng)性大大提高。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)架構(gòu)圖；
[0022]圖2為本發(fā)明基于高速IP通信設(shè)計(jì)原理圖；
[0023]圖3為本發(fā)明的硬件設(shè)計(jì)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0025]本發(fā)明提供一種動(dòng)態(tài)化自組網(wǎng)無線通信裝置，該裝置基于高速數(shù)據(jù)處理的“CPU和FPGA”架構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠提高數(shù)據(jù)處理速度，如圖1所示，本發(fā)明包括中央處理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、SDRAM存儲(chǔ)模塊、綜合業(yè)務(wù)接口管理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、調(diào)制模塊、解調(diào)模塊和變頻模塊。
[0026]其中，中央處理模塊采用中央處理芯片實(shí)現(xiàn)，在本發(fā)明中優(yōu)選采用Coldfire V4中央處理芯片，該中央處理芯片具有410MIPS內(nèi)核處理速度，16KB指令緩存，16KB數(shù)據(jù)緩存和32KB SRAM的配置。數(shù)據(jù)處理模塊采用Xilinx公司的Virtex-5的FPGA處理芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)，Virtex-5芯片具有多硬IP核，其中包括:功能強(qiáng)大的36kbit結(jié)構(gòu)形式的RAM/FIFOs;第二代25bitX18bit乘法的DSP結(jié)構(gòu);現(xiàn)場(chǎng)輸入/輸出端口阻抗匹配技術(shù);源同步接口技術(shù);增強(qiáng)DCM時(shí)鐘形成技術(shù)。
[0027]中央處理模塊是整個(gè)設(shè)計(jì)的核心處理模塊，主要實(shí)現(xiàn)指令管理、數(shù)據(jù)集總處理和下發(fā)。在該模塊中實(shí)現(xiàn)的主要功能:
[0028](I)生成頻率資源占用通知信息。該信息作用是根據(jù)自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)開銷以及網(wǎng)絡(luò)頻率資源占用情況，生成對(duì)無線自組網(wǎng)絡(luò)頻率和子載波資源的占用信息。該信息包括了自電臺(tái)的占用的子載波數(shù)量、編號(hào)以及頻率時(shí)間信息，并通過管理信道廣播至全網(wǎng)其他電臺(tái)節(jié)點(diǎn)。
[0029](2)通過與管理信道與同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的自組網(wǎng)電臺(tái)交換收發(fā)載噪比等信息，并構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與路由路徑表。將該網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜吐酚陕窂奖硗ㄖo數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)路由處理，決定傳