专利名称：一种多通道数据传输电台及其数据传输方法
技术领域：
本发明涉及无线通讯领域，特别涉及一种多通道数据传输电台及其数据传输方法。
背景技术：
目前，无线数据传输的主要设备是数据传输电台，数据传输电台主要被用来承担远程的数据采集工作。图1为现有技术的数据传输电台传输网络示意图，如图1所示，现有技术的数据传输电台传输网络包括主站101和从属台102，一个主站101覆盖多个从属台 102，其中，主站101和从属台102均为数据传输电台，但是职责略有差异，具体地，主站101 负责对其覆盖下的从属台102进行数据的查询，从属台102将数据发送回主站，另外，需要说明的是，在实际应用中，主站和从属台还可能有信令的交互，主站和从属台都涉及数据的接收和发送过程。在现有技术中，主站和从属台均为单通道的数据传输电台，当发送数据时，数据经调制后被发射给一个主台或从属台，当接收数据时，接收来自一个主台或从属台的数据然后进行解调。当主站和从属台进行通信时，使用预先分配的某一个窄带频率资源，采用轮询点对点的通信模式进行。例如，在同一时刻上只能有一个从属台将数据发送回主站，当下一从属台需要发送数据时，必须等待到下一时刻。当主站覆盖下的从属台数量过多时，轮询一遍花费的时间就会很长，假设访问一个从属台需要0. 5秒，轮询等待超时时间设定为3秒。 若系统包括有100个从属台，则在所有从属台工作正常情况下的轮询周期是0. 5X100 = 50 秒，如果有一台从属台由于设备故障、频率干扰等原因导致传输失败，系统在此终端将等待 3秒，则轮询的最长周期可能是3 X 100 = 300秒。可见，现有技术中数据传输电台的数据传输效率比较低。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种多通道数据传输电台及其数据传输方法，能够提高数据传输效率。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的—种多通道数据传输电台，该电台包括发送模块和接收模块，其中，发送模块用于并行发送M个发送通道上的数据，接收模块用于并行接收N个接收通道上的数据，其中，M和N为大于1的正整数。所述发送模块包括串并转化单元、M路发送通道、合成单元和射频单元，其中，M 路发送通道并行连接在串并转化单元与合成单元之间，每路发送通道结构相同，每路发送通道包括调制单元、低通滤波单元、上采样单元、数字混频单元和数控振荡器，其中，串并转化单元分别与M路发送通道中的调制单元相连，用于按照每个发送通道的数据承载能力将一路串行数据转换为M路并行的数据，并将每路数据分别发送至该路的调制单元；
调制单元连接在串并转化单元和低通滤波单元之间，用于对数据进行调制，并将调制后的数据发送至低通滤波单元；低通滤波单元连接在调制单元和上采样单元之间，用于对数据进行低通滤波，并将低通滤波后的数据发送至上采样单元；上采样单元连接在低通滤波单元和数字混频单元之间，用于对数据进行上采样， 并将经过上采样的数据发送至数字混频单元；数控振荡器与数字混频单元相连，用于产生正弦信号，并发送至数字混频单元；数字混频单元与上采样单元、数控振荡器和合成单元相连，用于对将来自上采样单元的数据和来自数控振荡器的正弦信号进行数字混频，并将数字混频后的信号发送至合成单元；合成单元分别与M路发送通道中的数字混频单元相连，用于将M路的数字混频后的信号合成为基带信号，并将基带信号发送至射频单元；射频单元与合成单元相连，用于对基带信号进行载波调制，并将载波调制后的信号从空口发送出去。该电台进一步包括承载能力确定单元，载能力确定单元与串并转化单元相连，用于确定M路发送发送通道中每个发送通道的数据承载能力并发送至串并转化单元。所述接收模块包括射频单元、N路接收通道、并串转化单元，其中，N路接收通道并行连接在射频单元与并串转化单元之间，每路接收通道结构完全相同。每路接收通道包括数控振荡器、数字混频单元、下采样单元、低通滤波单元和解调单元；其中，射频单元分别与N路接收通道中的数字混频单元相连，用于接收来自空口的数据，并将数据分别发送至N路接收通道中的每一路的数字混频单元；数控振荡器与数字混频单元相连，用于产生正弦信号，并发送至数字混频单元；数字混频单元与射频单元、数控振荡器和下采样单元相连，用于对将来自射频单元的数据和来自数控振荡器的正弦信号进行数字混频，并将数字混频后的信号发送至下采样单元；下采样单元连接在数字混频单元和低通滤波单元之间，用于对数据进行下采样， 并将经过下采样的数据发送至低通滤波单元；低通滤波单元连接在下采样单元和解调单元之间，用于对数据进行低通滤波，并将低通滤波后的数据发送至解调单元；解调单元连接在低通滤波单元和并串转化单元之间，用于对数据进行解调，并将解调后的数据发送至并串转化单元；并串转化单元分别与N路接收通道中的解调单元相连，用于将N路并行的数据转换为一路串行的数据。—种数据传输方法，该方法包括发送过程和接收过程，发送过程包括并行发送M个发送通道上的数据，接收过程包括并行接收N个接收通道上的数据，其中，M和N为大于1的正整数。所述并行发送M个发送通道上的数据的方法包括A、按照每个发送通道的数据承载能力将一路串行数据转换为M路并行的数据，并将数据分别发送至每一发送通道；
B、在每一发送通道进行如下处理Bi、对数据进行调制；B2、对经调制后的数据进行低通滤波；B3、对经低通滤波后的数据进行上采样；B3、对经上采样数据和来自数控振荡器的正弦信号进行数字混频；C、将M路的数字混频后的信号合成为基带信号；D、对基带信号进行载波调制，并将载波调制后的信号从空口发送出去。步骤A之前进一步包括确定M路发送通道中每个发送通道的数据承载能力。所述并行接收N个接收通道上的数据的方法包括A、接收来自空口的数据，并将数据分别发送至N路接收通道中的每一接收通道；B、在每一接收通道进行如下处理Bi、对数据和来自数控振荡器的正弦信号进行数字混频；B2、对数字混频后的信号进行下采样；B3、对经下采样的数据进行低通滤波；B4、对经低通滤波的数据进行解调；C、将N路并行的解调后的数据转换为一路串行的数据。根据本发明所提供的技术方案，数据传输台可以并行发送M个发送通道上的数据，也可以并行接收N个接收通道上的数据，这样，单个主站或者从属台可以同时支持多个通道，一个主站可以同时接收多个接入的从属台发送的数据，一个主站也同时向多个从属台发送数据，假设一个主站可以支持N个接收通道，则接收数据的效率提高为原来的N倍。 可见，根据本发明所提供的多通道数据传输电台及其数据传输方法，能够提高数据传输效率。
图1为现有技术的数据传输电台传输网络示意图。图2为本发明所提供的一种多通道数据传输电台的发送模块的结构示意图。图3为本发明所提供的一种多通道数据传输电台的接收模块的结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明所述方案作进一步地详细说明。本发明所提供的多通道数据传输电台包括发送模块和接收模块，其中，发送模块用于并行发送M个通道上的数据，接收模块用于并行接收N个通道上的数据，其中，M和N为大于1的正整数。下面，分别对发送模块和接收模块进行详细介绍。图2为本发明所提供的一种多通道数据传输电台的发送模块的结构示意图。如图 2所示，发送模块包括串并转化单元201、M路发送通道、合成单元207和射频单元208，其中，M路发送通道并行连接在串并转化单元201与合成单元207之间，每路发送通道结构完全相同。每路发送通道包括调制单元202、低通滤波单元203、上采样单元204、数字混频单元205和数控振荡器206。串并转化单元201分别与M路发送通道中的调制单元202相连，用于按照每个通道的数据承载能力将一路串行数据转换为M路并行的数据，并将每路数据分别发送至该路的调制单元202。每个通道的数据承载能力可根据每个通道的据传输数量、网络空闲状态等因素计算，具体的计算方法可以参照现有技术中的相关内容。串并转化单元201可以根据预先计算好的每个通道的数据承载能力进行转换，数据承载能力也可以根据实际情况实时计算， 则发送模块可进一步包括承载能力确定单元(图未示出)，承载能力确定单元与串并转化单元201相连，用于确定M路发送通道中每个发送通道的数据承载能力并发送至串并转化单元201。调制单元202连接在串并转化单元201和低通滤波单元203之间，用于对数据进行调制，并将调制后的数据发送至低通滤波单元203。现有技术中的单通道数据传输电台也包括用于对数据调制的调制单元，图2所示调制单元202与现有技术中的调制单元的功能相同。低通滤波单元203连接在调制单元202和上采样单元204之间，用于对数据进行低通滤波，并将低通滤波后的数据发送至上采样单元204。为了防止信号的带外泄漏，需要将信号控制在一个比较窄的子带带宽内，因此，需要进行低通滤波。低通滤波的具体方法可以参照现有技术中已有的多种低通滤波方法，本发明对低通滤波的具体方法没有限定。上采样单元204连接在低通滤波单元203和数字混频单元205之间，用于对数据进行上采样，并将经过上采样的数据发送至数字混频单元205。为了后续能够合成宽带的基带数据，需要使得各个通道的数据都达到较高的采样频率，经上采样后，数据可达到预先设定的较高的采样频率，预先设定的采样频率的具体数值视具体情况而定。数控振荡器206与数字混频单元205相连，用于产生正弦信号，并发送至数字混频单元205。数字混频单元205与上采样单元204、数控振荡器206和合成单元207相连，用于对将来自上采样单元204的数据和来自数控振荡器206的正弦信号进行数字混频，并将数字混频后的信号发送至合成单元207。数字混频单元205用于对数据进行数字的频谱搬移，将数据的频谱从基带搬移至该路通道所对应的子带上。其中，数字混频的原理简单地说，是对来自上采样单元204的数据和来自数控振荡器206的正弦信号进行卷积。合成单元207分别与M路发送通道中的数字混频单元205相连，用于将M路的数字混频后的信号合成为基带信号，并将基带信号发送至射频单元208。合成单元207将来自每个子带的信号合成为宽带的基带信号，合成的具体方法与现有技术相同，此处不再详述。射频单元208与合成单元相连，用于对基带信号进行载波调制，并将载波调制后的信号从空口发送出去。至此，对发送模块介绍完毕，需要说明的是，M的具体取值由硬件能力能其他因素决定，可以根据实际情况而调整。下面，对接收模块进行详细介绍，接收过程与发送过程互逆。图3为本发明所提供的一种多通道数据传输电台的接收模块的结构示意图。如图 3所示，接收模块包括射频单元301、N路接收通道、并串转化单元307，其中，N路接收通道并行连接在射频单元301与并串转化单元307之间，每路接收通道结构完全相同。每路接收通道包括数控振荡器302、数字混频单元303、下采样单元304、低通滤波单元305和解调单元306。射频单元301分别与N路接收通道中的数字混频单元303相连，用于接收来自空口的数据，并将数据分别发送至N路接收通道中的每一路的数字混频单元303。数控振荡器302与数字混频单元303相连，用于产生正弦信号，并发送至数字混频单元303。数字混频单元303与射频单元301、数控振荡器302和下采样单元304相连，用于对将来自射频单元301的数据和来自数控振荡器302的正弦信号进行数字混频，并将数字混频后的信号发送至下采样单元304。数字混频单元303于对数据进行数字的频谱搬移，将数据的频谱从子带搬移至基带上。其中，数字混频的原理简单地说，是对来自射频单元301的数据和来自数控振荡器 302的正弦信号进行卷积。下采样单元304连接在数字混频单元303和低通滤波单元305之间，用于对数据进行下采样，并将经过下采样的数据发送至低通滤波单元305。经下采样后，数据的采样频率下降为基带的采样频率。低通滤波单元305连接在下采样单元304和解调单元306之间，用于对数据进行低通滤波，并将低通滤波后的数据发送至解调单元306。通过低通滤波，选取出所需的频谱的信号。解调单元306连接在低通滤波单元305和并串转化单元307之间，用于对数据进行解调，并将解调后的数据发送至并串转化单元307。现有技术中的单通道数据传输电台也包括用于对数据解调的解调单元，图3所示解调单元306与现有技术中的解调单元的功能相同。
并串转化单元307分别与N路接收通道中的解调单元306相连，用于将N路并行的数据转换为一路串行的数据。至此，对接收模块介绍完毕，需要说明的是，N的具体取值由硬件能力能其他因素决定，可以根据实际情况而调整。基于上述电台，本发明所提供的一种数据传输方法，包括发送过程和接收过程。发送过程包括如下步骤步骤A、按照每个发送通道的数据承载能力将一路串行数据转换为M路并行的数据，并将数据分别发送至每一发送通道；步骤B、在每一发送通道进行如下处理步骤Bi、对数据进行调制；步骤B2、对经调制后的数据进行低通滤波；步骤B3、对经低通滤波后的数据进行上采样；；
步骤B3、对经上采样数据和来自数控振荡器的正弦信号进行数字混频；步骤C、将M路的数字混频后的信号合成为基带信号；步骤D、对基带信号进行载波调制，并将载波调制后的信号从空口发送出去。步骤A之前进一步包括确定M路发送通道中每个发送通道的数据承载能力。接收过程包括如下步骤步骤A、接收来自空口的数据，并将数据分别发送至N路接收通道中的每一接收通道；步骤B、在每一接收通道进行如下处理步骤Bi、对数据和来自数控振荡器的正弦信号进行数字混频；步骤B2、对数字混频后的信号进行下采样；步骤B3、对经下采样的数据进行低通滤波；步骤B4、对经低通滤波的数据进行解调；步骤C、将N路并行的解调后的数据转换为一路串行的数据。方法部分的内容可参照图2和图3所示装置部分的介绍，此处不再赘述。综上，在本发明中，数据传输台可以并行发送M个发送通道上的数据，也可以并行接收N个接收通道上的数据，这样，单个主站或者从属台可以同时支持多个通道，一个主站可以同时接收多个接入的从属台发送的数据，一个主站也同时向多个从属台发送数据，假设一个主站可以支持N个接收通道，则接收数据的效率提高为原来的N倍。可见，根据本发明所提供的多通道数据传输电台及其数据传输方法，能够提高数据传输效率。另外，本发明所提供的多通道数据传输电台和数据传输方法的常见应用场景为中频，采用本发明的技术方案可使得多个接收通道或发射通道的数据在中频聚合和分离，并共享一个宽带的射频单元。以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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。
权利要求
1.一种多通道数据传输电台，其特征在于，该电台包括发送模块和接收模块，其中，发送模块用于并行发送M个发送通道上的数据，接收模块用于并行接收N个接收通道上的数据，其中，M和N为大于1的正整数。
2.根据权利要求1所述的电台，其特征在于，所述发送模块包括串并转化单元、M路发送通道、合成单元和射频单元，其中，M路发送通道并行连接在串并转化单元与合成单元之间，每路发送通道结构相同，每路发送通道包括调制单元、低通滤波单元、上采样单元、数字混频单元和数控振荡器，其中，串并转化单元分别与M路发送通道中的调制单元相连，用于按照每个发送通道的数据承载能力将一路串行数据转换为M路并行的数据，并将每路数据分别发送至该路的调制单元；调制单元连接在串并转化单元和低通滤波单元之间，用于对数据进行调制，并将调制后的数据发送至低通滤波单元；低通滤波单元连接在调制单元和上采样单元之间，用于对数据进行低通滤波，并将低通滤波后的数据发送至上采样单元；上采样单元连接在低通滤波单元和数字混频单元之间，用于对数据进行上采样，并将经过上采样的数据发送至数字混频单元；数控振荡器与数字混频单元相连，用于产生正弦信号，并发送至数字混频单元； 数字混频单元与上采样单元、数控振荡器和合成单元相连，用于对将来自上采样单元的数据和来自数控振荡器的正弦信号进行数字混频，并将数字混频后的信号发送至合成单元；合成单元分别与M路发送通道中的数字混频单元相连，用于将M路的数字混频后的信号合成为基带信号，并将基带信号发送至射频单元；射频单元与合成单元相连，用于对基带信号进行载波调制，并将载波调制后的信号从空口发送出去。
3.根据权利要求2所述的电台，其特征在于，该电台进一步包括承载能力确定单元，载能力确定单元与串并转化单元相连，用于确定M路发送发送通道中每个发送通道的数据承载能力并发送至串并转化单元。
4.根据权利要求3所述的电台，其特征在于，所述接收模块包括射频单元、N路接收通道、并串转化单元，其中，N路接收通道并行连接在射频单元与并串转化单元之间，每路接收通道结构完全相同。每路接收通道包括数控振荡器、数字混频单元、下采样单元、低通滤波单元和解调单元；其中，射频单元分别与N路接收通道中的数字混频单元相连，用于接收来自空口的数据，并将数据分别发送至N路接收通道中的每一路的数字混频单元；数控振荡器与数字混频单元相连，用于产生正弦信号，并发送至数字混频单元； 数字混频单元与射频单元、数控振荡器和下采样单元相连，用于对将来自射频单元的数据和来自数控振荡器的正弦信号进行数字混频，并将数字混频后的信号发送至下采样单元；下采样单元连接在数字混频单元和低通滤波单元之间，用于对数据进行下采样，并将经过下采样的数据发送至低通滤波单元；低通滤波单元连接在下采样单元和解调单元之间，用于对数据进行低通滤波，并将低通滤波后的数据发送至解调单元；解调单元连接在低通滤波单元和并串转化单元之间，用于对数据进行解调，并将解调后的数据发送至并串转化单元；并串转化单元分别与N路接收通道中的解调单元相连，用于将N路并行的数据转换为一路串行的数据。
5.一种数据传输方法，该方法应用于如权利要求1所述的电台中，其特征在于，该方法包括发送过程和接收过程，发送过程包括并行发送M个发送通道上的数据，接收过程包括并行接收N个接收通道上的数据，其中，M和N为大于1的正整数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述并行发送M个发送通道上的数据的方法包括A、按照每个发送通道的数据承载能力将一路串行数据转换为M路并行的数据，并将数据分别发送至每一发送通道；B、在每一发送通道进行如下处理 Bi、对数据进行调制；B2、对经调制后的数据进行低通滤波； B3、对经低通滤波后的数据进行上采样；B3、对经上采样数据和来自数控振荡器的正弦信号进行数字混频；C、将M路的数字混频后的信号合成为基带信号；D、对基带信号进行载波调制，并将载波调制后的信号从空口发送出去。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤A之前进一步包括确定M路发送通道中每个发送通道的数据承载能力。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述并行接收N个接收通道上的数据的方法包括A、接收来自空口的数据，并将数据分别发送至N路接收通道中的每一接收通道；B、在每一接收通道进行如下处理Bi、对数据和来自数控振荡器的正弦信号进行数字混频； B2、对数字混频后的信号进行下采样； B3、对经下采样的数据进行低通滤波； B4、对经低通滤波的数据进行解调；C、将N路并行的解调后的数据转换为一路串行的数据。
全文摘要
本发明公开了一种多通道数据传输电台，该电台包括发送模块和接收模块，其中，发送模块用于并行发送M个发送通道上的数据，接收模块用于并行接收N个接收通道上的数据。同时，本发明还公开了一种数据传输方法，采用本发明公开的一种多通道数据传输电台及其数据传输方法，能够提高数据传输效率。
文档编号H04B1/40GK102377448SQ20101025259
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月12日 优先权日2010年8月12日
发明者严玉平, 冯世英 申请人:普天信息技术研究院有限公司