一种毫米波无线通信基带处理器及数据传输方法与流程

1.本技术属于机载通信技术领域，特别涉及一种毫米波无线通信基带处理器及数据传输方法。


背景技术：

2.随着机载信息系统的不断发展，机载航电网络架构也不断演进。当前机载网络设备复杂多样，对于高速率、低功耗的机载传输设备提出了新的要求，需要具有灵活应对不同场景下的传输能力。目前在各类型号中没有机载无线网络的实现方案。现有工程应用中，对于机内无线通信基带处理的技术程度偏低，在机载应用领域尚未有相关无线设备技术方案。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本技术提供了一种毫米波无线通信基带处理器及数据传输方法，解决多场景灵活帧结构等关键问题，使飞机具备高速毫米波传输能力。
4.本技术第一方面提供了一种毫米波无线通信基带处理器，主要包括：
5.数模转换模块，用于在数据发射过程中将数字信号转换为模拟信号；
6.模数转换模块，用于在数据接收过程中将模拟信号转换为数字信号；
7.数字调制解调模块，用于在数模转换前对数据进行调制，或者在模数转换之后对数据进行解调；
8.信道编码模块，用于在数据调制前进行数据封包，或者在数据解调之后进行数据解包；
9.控制模块，用于根据控制模式确定所述数字调制解调模块使用的调制方式，以及所述信道编码模块使用的编码器。
10.优选的是，所述数模转换模块及模数转换模块均具有集成的四个通道，包括两条直接上变频发送器链、两条直接下变频接收器链，以及两条宽带射频采样数字化辅助链。
11.优选的是，所述直接上变频发送器链的射频传输带宽最大值为600mhz，所述直接下变频接收器链的射频传输带宽最大值为200mhz。
12.优选的是，所述数模转换模块及模数转换模块的每个接收器内都具有一个数字步进衰减器，所述数字步进衰减器后端连接有宽带无源iq解调器和一个基带放大器，所述基带放大器具有集成式可编程抗混叠低通滤波器。
13.本技术第二方面提供了一种毫米波无线通信基带处理器数据传输方法，其采用如上所述的毫米波无线通信基带处理器进行数据发射，所述方法包括：
14.步骤s1、获取控制模式，所述数据控制模式包括控制物理层传输模式、单载波物理层传输模式，以及低功率单载波物理层传输模式之一；
15.步骤s2、若所述控制模式为单载波物理层传输模式，则采用低密度奇偶校验编码器对数据进行编码，之后选用bpsk、qpsk、16qam及64qam之一的调制解调器进行数据调制；
若所述控制模式为低功率单载波物理层传输模式，则采用reed-solomon编码器和块码进行编码，之后bpsk、qpsk选用之一的调制解调器进行数据调制。
16.优选的是，当所述控制模式为单载波物理层传输模式时，数据以每块448个符号的形式逐块发送，当所述控制模式为低功率单载波物理层传输模式时，数据以每块512个符号的形式逐块发送。
17.本技术的关键技术点在于采用多种灵活帧结构应对不同的场景需求。主要包括控制物理层、单载波物理层、低功率单载波控制层层面。(1)控制物理层：针对低信噪比操作设计，用于交换信令和/或控制消息，以便建立和监视各种设备之间的连接。(2)单载波物理层：进行数据资料的传输，允许低功率、低复杂度的收发信机(3)低功率单载波控制层：通过简化的编码方式与更短的符号结构减少收发信机的处理功率。具有不同的适用范围可获得更低的功耗，适合于在小型、低功率设备上使用。
18.本技术解决了基带信号生成和传输的实际问题，实现了机内复杂封闭空间高速率、高可靠和低时延无线传输。对于功率和尺寸两方面都受限的机载环境，低功率耗散和大规模通道集成有效提高了空间利用率，优化舱内空间与结构布局方式，减轻了平台重量，提升飞机任务执行效能。
附图说明
19.图1是本技术毫米波无线通信基带处理器的一优选实施例的数据流示意图。
20.图2是本技术图1所示实施例的单载波物理层控制数据处理流程图。
21.图3是本技术图1所示实施例的单载波低功耗模式数据处理流程图。
具体实施方式
22.为使本技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。下面结合附图对本技术的实施方式进行详细说明。
23.本技术第一方面提供了一种毫米波无线通信基带处理器，如图1所示，主要包括：
24.数模转换模块，用于在数据发射过程中将数字信号转换为模拟信号；
25.模数转换模块，用于在数据接收过程中将模拟信号转换为数字信号；
26.数字调制解调模块，用于在数模转换前对数据进行调制，或者在模数转换之后对数据进行解调；
27.信道编码模块，用于在数据调制前进行数据封包，或者在数据解调之后进行数据解包；
28.控制模块，用于根据控制模式确定所述数字调制解调模块使用的调制方式，以及所述信道编码模块使用的编码器。
29.通过上述方式，基带处理器能够对总线数据进行封包、调制及da转换；或者将射频
前端接收数据进行ad采样，解调，解包。另一方面，本技术的基带处理器能够向系统提供功率电平(rssi)信息，采用宽带单载波模式进行数据资料传输，具有基带信号生成与调制解调能力。
30.本技术的基带处理部分设计支持多种调制解调方案，可以在不同的信道环境下合理的采用相应的调制解调方式。采用多种灵活帧结构应对不同的场景需求。主要包括控制物理层、单载波物理层、低功率单载波物理层层面。其中，控制物理层模式是针对低信噪比操作而设计的，用于交换信令和/或控制消息，以便建立和监视各种设备之间的连接。单载波物理层模式下，进行数据资料的传输，允许低功率、低复杂度的收发信机，支持的最大数据速率可达4.6gbit/s。低功耗单载波物理层通过简化的编码方式与更短的符号结构减少收发信机的处理功率。具有不同的适用范围可获得更低的功耗，适合于在小型、低功率设备上使用。
31.在一些可选实施方式中，所述数模转换模块及模数转换模块均具有集成的四个通道，包括两条直接上变频发送器链、两条直接下变频接收器链，以及两条宽带射频采样数字化辅助链。本技术的发送器链和接收器链的高动态范围允许为无线基站生成和接收5g信号。串行器/解串器的高速度运行有助于减少传入和传出数据时所需的通道数量。
32.在一些可选实施方式中，所述直接上变频发送器链的射频传输带宽最大值为600mhz，所述直接下变频接收器链的射频传输带宽最大值为200mhz。
33.在一些可选实施方式中，所述数模转换模块及模数转换模块的每个接收器内都具有一个数字步进衰减器，所述数字步进衰减器后端连接有宽带无源iq解调器和一个基带放大器，所述基带放大器具有集成式可编程抗混叠低通滤波器。
34.基于上述无线通信基带处理器，在发射流程中，基带处理器收到本机传感器的数据包之后对其加载包头并进行信道编码，然后对数据帧进行数字调制之后由dac转换为模拟信号并作为中频信号送入射频前端子系统。在接收流程中，中频信号经滤波后送入基带处理模块，基带处理模块通过ad转换为数字信号，经过数字滤波和解调得到数据，对数据进行校验、拆包后得到数据负载。
35.本技术第二方面提供了一种毫米波无线通信基带处理器数据传输方法，采用如上所述的毫米波无线通信基带处理器进行数据发射，所述方法包括：
36.步骤s1、获取控制模式，所述数据控制模式包括控制物理层传输模式、单载波物理层传输模式，以及低功率单载波物理层传输模式之一；
37.步骤s2、若所述控制模式为单载波物理层传输模式，如图2所示，则采用低密度奇偶校验(ldpc)编码器对数据进行编码，之后选用bpsk、qpsk、16qam及64qam之一的调制解调器进行数据调制；若所述控制模式为低功率单载波物理层传输模式，如图3所示，则采用reed-solomon(rs 224，208)编码器和块码(n，8)进行编码，之后bpsk、qpsk选用之一的调制解调器进行数据调制。
38.在一些可选实施方式中，当所述控制模式为单载波物理层传输模式时，数据以每块448个符号的形式逐块发送，当所述控制模式为低功率单载波物理层传输模式时，数据以每块512个符号的形式逐块发送。
39.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应
涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。