多射频无线组网设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线网络传输领域，具体涉及一种多射频无线组网设备。
【背景技术】
[0002]多入多出(MIMO)无线系统的特点是在发射端和接收端分别使用多个天线，发射端通过时空映射将要发送的数据信号映射到多根天线上发送出去，接收端将各根天线接收到的信号进行空时译码从而恢复出数据信号。
[0003]MMO系统可以同时发送和接收多个数据流，因此可以成倍地提高无线信道的容量，在不增加频率带宽和发送功率的情况下，频谱利用率可以成倍地提高。
[0004]常见的无线网络设备，包括无线路由器、无线网桥和无线中继设备。无线路由器，多采用MIMO方案。设备一般配置多根全向天线，用于室内和室外的无线覆盖和数据无线传输。无线网桥，多使用高增益定向天线，用于建立点到点和点到多点的无线网络。这些常见的无线网络设备都不具备无线网络之间的路由功能(事实上，无线路由器或无线网桥实现的是有线网络和无线网络之间的数据转发)；另外，无线网络建设中，数据发送端和接收端之间常常由于距离太远，或者有遮挡物等原因，无法形成点到点的直接连接，需要通过一个或者多个无线中继节点转发数据，通过接力的方式实现收发两端之间的无线数据传输。无线中继设备采用一根或者多根全向天线，实现全向360度的信号覆盖和无线连接。全向天线的缺点是由于全向能量扩散，使得无线信号的衰减很快，造成网络传输速率的降低，对于较远距离的远端点，网络的连接和可靠性不能得到保证。综上所述，目前市场上无线网络设备无法实现在不同无线网络之间的数据转发和路由，以及作为接力点使用的无线设备中继能力不足，难以满足大规模无线组网的应用需要。
【发明内容】
[0005]本发明针对上述现有技术存在的问题作出改进，即本发明要解决的技术问题是提供一种多射频无线组网设备，这种多射频无线组网设备集成了多个可独立工作的射频单元，每个射频单元可配置工作频率、调制模式、工作模式和发射功率等，并连接高增益的定向天线。多射频技术并通过在频谱和空间的分离，使得电磁波能够在某独立频段上定向辐射，成倍地扩大了设备无线网络数据吞吐量，无线网络的连接可靠性也得到了提升。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案:
[0007]一种多射频无线组网设备，包括:无线子系统、总线单元、无线扩展单元、中央处理单元、有线网络接口 ；
[0008]所述无线子系统包括若干无线射频单元；
[0009]所述总线单元将无线子系统到中央数据处理单元的物理数据通道复用；其驱动软件能够识别不同的无线射频单元，保障每个射频单元都能独立正常工作，协调系统资源的分配，避免资源使用冲突；
[0010]所述无线扩展单元负责系统无线系统功能的扩展，将无线系统扩展为四路可独立工作的无线射频单元；
[0011]所述中央处理单元负责整个系统的资源管理、任务调度以及网络管理；
[0012]所述有线网络接口用于连接有线网络。
[0013]所述总线单元包括HB1总线和FPGA。
[0014]所述FPGA控制一个SD1接口转SD1接口，完成左侧SD Host与右侧SD Host之间的同时通信；
[0015]SD1接口支持SD1 Ibit模式、SD1 4bit模式和SPI传输模式，其中，SD104bit模式传输速率可以超过100Mbps，FPGA与各个SD Host的数据传输通过DATA[3:O]CCLKCCMD六条数据线连接；SD Host端按普通类SD设备开发驱动；
[0016]两片外部大容量SDRAM用于数据的缓存数据的缓存，防止SD1接口繁忙时发生接口阻塞，数据丢失等情况。
[0017]本发明的有益效果是:本发明和传统无线设备的主要区别在于设备上集成了多个可独立工作的无线射频单元，每个无线射频单元可以单独配置运行参数，包括工作频率、调整模式、工作模式和发射功率等，数据可在不同网络(包括无线网络和有线网络)之间实现数据转发，完成无线网段之间的路由。传统的无线路由器和无线网桥设备一般集成单个无线网络和多个有线网络，网络数据在无线和有线网络之间转发，用于桥接无线网络和有线网络。本发明如果通过系统集成的方式实现，可将多个传统无线设备(比如无线路由器或无线网桥)和一台有线路由器连接在一起。每台无线设备的作用相当于本发明中的一个无线射频单元，有线路由器实现在不同无线网络之间的路由和数据交换。
【附图说明】
[0018]附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0019]图1是本发明结构原理图；
[0020]图2是本发明FPGA逻辑框图。
【具体实施方式】
[0021]如图1、2所示，本发明公开一种多射频无线组网设备，包括:无线子系统、总线单元、无线扩展单元、中央处理单元、有线网络接口 ；
[0022]无线子系统包括若干无线射频单元；
[0023]总线单元将无线子系统到中央数据处理单元的物理数据通道复用；其驱动软件能够识别不同的无线射频单元，保障每个射频单元都能独立正常工作，协调系统资源的分配，避免资源使用冲突；
[0024]无线扩展单元负责系统无线系统功能的扩展，将无线系统扩展为四路可独立工作的无线射频单元；
[0025]中央处理单元负责整个系统的资源管理、任务调度以及网络管理；
[0026]有线网络接口用于连接有线网络。
[0027]总线单元包括HB1总线和FPGA。
[0028]FPGA控制一个SD1接口转SD1接口，完成左侧SD Host与右侧SD Host之间的同时通信；
[0029]SD1接口支持SD1 Ibit模式、SD1 4bit模式和SPI传输模式，其中，SD1 4bit模式传输速率可以超过100Mbps，FPGA与各个SD Host的数据传输通过DATA[3:O]CCLKCCMD六条数据线连接；SD Host端按普通类SD设备开发驱动；
[0030]两片外部大容量SDRAM用于数据的缓存数据的缓存，防止SD1接口繁忙时发生接口阻塞，数据丢失等情况。
[0031]下面以四路无线子系统为例，对本发明做进一步的说明:
[0032]FPGA控制一个SD1接口转四个SD1接口，完成左侧SD Host O与右侧SDHostl?SD Host4之间的同时通信。
[0033]SD1接口支持SD1 Ibit模式、SD1 4bit模式和SPI传输模式。其中SD104bit模式传输速率可以超过100Mbps。FPGA与各个SD Host的数据传输通过DATA[3:O] CCLKCCMD六条数据线连接。SD Host端按普通类SD设备开发驱动。
[0034]两片外部大容量SDRAM用于数据的缓存数据的缓存，防止SD1接口繁忙时发生接口阻塞，数据丢失等情况。
[0035]FPGA内部逻辑主要流程如下:
[0036]SD HostO 写:
[0037]1、SD协议解析、数据校验:
[0038]当收到SD HostO端发送的指令，FPGA首先对指令进行解析、识别。然后根据SD协议的时序进行响应，同时读取SD HostO发送的数据。读取完成后根据CRC校验规则进行数据校验。
[0039]2、数据解析、分包:
[0040]收到数据后，FPGA根据两端商定好的数据协议对数据进行解析，并识别出各个数据发送的方向(SD Hostl?SD Host4)，分成对应的四个数据包。
[0041]3、SDRAM 控制:
[0042]控制SDRAM的读写，将解析完成的数据存入SDRAM中，等待SD Hostl?SD Host4读取。
[0043]4、SD协议封装:
[0044]当FPGA收到SD Hostl?SD Host4的读取指令，首先从SDRAM中读出对应数据，然后将数据按SD协议封装。
[0045]5、数据解析、分包:
[0046]FPGA实时识别SD Hostl?SD Host4指令，收到读指令时，发送封装好的对应数据。
[0047]SD HostO 读:
[0048]1、SD协议解析、数据校验:解析、校验SD Hostl?SD Host4的指令、数据。
[0049]2、数据封装、添加Host标识:将收到的数据根据两端商定好的协议进行封装，标识出数据来源。
[0050]3、SDRAM 控制:写入 SDRAM，等待 SD HostO 读取。
[0051]4、SD协议封装，SD HostO指令解析，将数据发送给SD HostOo
[0052]另外，可以通过系统集成的方式实现，将多个传统无线设备(比如无线路由器)通过一台有线路由器连接在一起。每台无线设备相当于多通道无线传输设备的一个无线子系统，有线路由器实现在不同无线网络之间的路由和数据交换。
[0053]综上，本发明可以通过系统集成的方式实现，将多个传统无线设备(比如无线路由器或无线网桥)通过一台有线路由器连接在一起。每台无线设备相当于本发明中的一个无线射频单元，有线路由器实现在不同无线网络之间的路由和数据交换。
[0054]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种多射频无线组网设备，其特征在于，包括:无线子系统、总线单元、无线扩展单元、中央处理单元、有线网络接口 ； 所述无线子系统包括若干无线射频单元； 所述总线单元将无线子系统到中央数据处理单元的物理数据通道复用；其驱动软件能够识别不同的无线射频单元，保障每个射频单元都能独立正常工作，协调系统资源的分配，避免资源使用冲突； 所述无线扩展单元负责系统无线系统功能的扩展，将无线系统扩展为四路可独立工作的无线射频单元； 所述中央处理单元负责整个系统的资源管理、任务调度以及网络管理； 所述有线网络接口用于连接有线网络。
2.根据权利要求1所述的多射频无线组网设备，其特征在于:所述总线单元包括HB1总线和FPGAo
3.根据权利要求2所述的多射频无线组网设备，其特征在于，所述FPGA控制一个SD1接口转SD1接口，完成左侧SD Host与右侧SD Host之间的同时通信； SD1接口支持SD1 Ibit模式、SD1 4bit模式和SPI传输模式，其中，SD104bit模式传输速率可以超过100Mbps，FPGA与各个SD Host的数据传输通过DATA [3:0] CCLK CCMD六条数据线连接；SD Host端按普通类SD设备开发驱动； 两片外部大容量SDRAM用于数据的缓存数据的缓存，防止SD1接口繁忙时发生接口阻塞，数据丢失等情况。
【专利摘要】本发明提供一种多射频无线组网设备,包括：无线子系统、总线单元、无线扩展单元、中央处理单元、有线网络接口；所述无线子系统包括若干无线射频单元；所述总线单元将无线子系统到中央数据处理单元的物理数据通道复用；其驱动软件能够识别不同的无线射频单元，保障每个射频单元都能独立正常工作，协调系统资源的分配，避免资源使用冲突；所述无线扩展单元负责系统无线功能的扩展，将单路无线系统扩展为四路可独立工作的无线射频单元。本发明的多射频技术通过在频谱和空间的分离，使得电磁波能够在某独立频段上定向辐射，成倍地扩大了设备无线网络数据吞吐量，无线网络的连接可靠性也得到了提升。
【IPC分类】H04B7-04
【公开号】CN104811230
【申请号】CN201510134936
【发明人】王灏
【申请人】王灏
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年3月26日