一种海上浮标的微波通信设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种海上浮标的微波通信设备，它由多扇区天线、射频单元、数字处理单元、协议控制单元和业务接入单元等部件组成。本发明中协议控制单元负责整个海上浮标微波设备的协议处理。协议控制单元根据当前速率的同步情况，逐个对全部的速率进行轮询；一旦同步稳定之后，便锁定当前速率，从而完成整个的通信建立过程。本发明解决了海上的浮标装置与岸上的微波设备通信进行无间断通信的问题。本设备具有体积小、配置简单、速率自适应和环境适应性强等优点，在海上无人职守的系统中有着比较广泛的应用前途。
【专利说明】一种海上浮标的微波通信设备
【技术领域】
[0001]本发明公开了一种海上浮标的微波通信设备，特别适用于无人值守的海上的浮标设备与岸上固定站的微波机进行通信方面的应用。
【背景技术】
[0002]在海上的无人职守的浮标中，常规的微波通信设备由于设备大，不能速率自适应，设备功耗大等特点，不能适应海上复杂的环境。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供了一种在海上无人职守的浮标设备上，实现浮标设备与岸上进行有效的数据传输的微波通信设备。
[0004]为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案来实现:一种海上浮标的微波通信设备，包括多扇区天线1、射频单元2、数字处理单元3、业务接入单元5和电源模块13，其特征在于:还包括协议控制单元4 ；
[0005]业务接入单元5接收网络设备发送的网络信号，进行HDLC编码处理形成HDLC编码信号并输出至协议控制单元4 ;协议控制单元4将收到的HDLC编码信号进行复接并输出至数字处理单元3，协议控制单元4将射频控制信号输出至射频单元2 ;数字处理单元3将收到的复接后的信号进行编码调制形成基带信号并将基带信号和本地的高稳参考时钟输出至射频单元2 ;射频单元2在射频控制信号的控制下将基带信号进行变频、滤波和功率放大处理形成射频信号输出至多扇区天线I并由多扇区天线I发送至自由空间；
[0006]多扇区天线I将从自由空间收到的射频信号发送给射频单元2 ;射频单元2将收到的射频信号进行低噪声放大、滤波和变频放大处理形成中频信号并输出至数字处理单元3 ;数字处理单元3将收到的中频信号进行解码和解调处理形成基带信号并输出至协议控制单元4 ;协议控制单元4将收到的基带信号进行同步检测、速率切换和速率锁定确定出当前的通信速率，将收到的基带信号进行分接并发送给业务接入单元5 ;业务接入单元5将收到的分接后的信号进行HDLC解码之后发送给网络设备。
[0007]其中，所述的协议控制单元4包括射频控制单元6、分接器7、复接器8和速率切换器9，复接器8将从业务接入单元5处收到的HDLC编码信号进行复接处理并输出至数字处理单元3 ;分接器7将从数字处理单元3处收到的基带信号进行分接处理并输出至业务接入单元5，同时，分接器7将同步信号输出至速率切换器9 ;速率切换器9根据收到的同步信号进行速率切换形成速率切换信号并输出至射频控制单元6 ;射频控制单元6根据当前的速率值产生相应的射频控制信号并将射频控制信号输出至射频单元2。
[0008]其中，所述的速率切换器9包括速率轮询单元10、射频切换单元11和同步检测器12，同步检测器12将从分接器7处收到的同步信号进行检测处理，并将当前状态的同步检测信号分别输出至速率轮询单元10和射频切换单元11 ;速率轮询单元10根据当前的同步检测信号的稳定情况进行各个通信速率的轮询，并将当前的通信速率发送给射频切换单元11;射频切换单元11将收到的同步检测信号和当前的速率进行比较，根据比较的结果进行速率切换形成速率切换信号并发送至射频控制单元6。
[0009]本发明相比【背景技术】具有如下优点:
[0010]1.本发明的使用无需任何设置，无需设置中心站和天线对准，设备配置简单。
[0011]2.本发明的使用单载波频域均衡(SC-FDE)作为调制解调方式，这种方式可以具有很强的抗多径和抗干扰能力，大大的提高设备的可靠性。
[0012]3.本发明集成化程度高，因此体积小，重量轻，性能稳定可靠。
[0013]4.全IP传输。设备可直接接入到目前的各种IP网络中。
[0014]5.本设备进行低功耗设计，设备工作时间长。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明的电原理方框图；
[0016]图2是协议控制单元的电原理方框图；
[0017]图3是速率切换器的电原理方框图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例对本发明的具体方式做进一步详细说明。
[0019]参照图1，本发明是一种海上浮标的微波通信设备，包括多扇区天线1、射频单元2、数字处理单元3、协议控制单元4、业务接入单元5和电源模块13，图1是本发明的电原理方框图，实施例按图1连接线路。业务处理单元5的作用是将从网络设备上收到的网络信号进行HDLC (高级数据链路控制)编码，将从协议控制单元4收到的分接信号进行HDLC解码后发送给网络设备；协议控制单元4的作用是将从业务接入单元5处收到的HDLC编码信号进行复接，并且将射频控制信号发送给射频单元2，将从数字处理单元3处收到的基带信号进行分接产生网络信号；数字处理单元3的作用是将从协议控制单元4收到的复接信号进行编码调制产生基带信号，将从射频单元2收到的中频信号进行解码和解调产生基带信号；射频单元2的作用是将从数字处理单元3收到的基带信号进行变频、滤波和功率放大形成射频信号，将从多扇区天线I收到的射频信号进行低噪声放大、滤波和变频放大形成中频信号；多扇区天线I的作用是将从射频单元2处接收的射频信号发送至自由空间并且将从自由空间收到的射频信号发送给射频单元2。
[0020]参照图2，协议控制单元4是由射频控制单元6、分接器7、复接器8和频率切换器9构成，图2是协议控制单元的电原理方框图，实施例按图2连接线路。复接器8的作用是将从业务接入单元5处收到的经过HDLC编码的网络信号进行复接；分接器7的作用是将从数字处理单元3处收到的基带信号进行分接，同时将同步信号发送至速率切换器9 ;速率切换器9根据收到的同步信号进行速率切换，将速率切换的结果发送至射频控制单元6 ;射频控制单元6根据当前的速率值产生相应的射频控制信号，并将射频控制信号发送至射频单元2。
[0021]参照图3，速率切换器9是由速率轮询单元10、射频切换单元11和同步检测器12构成，图3是速率切换器的电原理方框图，实施例按照图3连接电路。同步检测器12将当前状态的同步检测信号发送至速率轮询单元10和射频切换单元11 ;速率轮询单元10根据当前的同步检测信号的稳定情况进行各个通信速率的轮询，并将当前的通信速率发送到射频切换单元11;射频切换单元11将收到的同步检测信号和当前的速率进行比较，根据比较的结果进行速率切换，并将切换的情况发送给射频控制单元6。
[0022]本发明的天线是多扇区天线。
[0023]本发明数字处理单元3负责数据的调制和解调，本设计中所采用的核心器件有AD公司的AD9744芯片、AD公司的AD9254芯片，编写程序所用的FPGA选用低功耗的ALTERA公司的 CYCLONE III 系列的 EP3C80F780C4 芯片。
[0024]本发明协议控制单元4负责数据复/分接、协议处理和速率自适应，数字部分电路采用ARM+FPGA的架构完成，根据本设计需要的计算量，FPGA选用ALTERA公司的CYCLONEII系列的EP2C35F484C6芯片。
[0025]本发明业务接入单元5负责网络数据的解析功能和HDLC编码功能，本设计采用Intel公司的LXT971芯片。
[0026]本发明电源13提供整个电路的直流工作电压，实施例采用市售通用集成稳压直流电源块制作，其输出+V电压为+5V，供电电流为5A。
[0027]本发明简要工作原理如下:
[0028]协议控制单元4是本发明的核心，负责整个海上浮标微波设备的协议处理。根据当前速率的同步情况，逐个对全部的速率进行轮询。一旦同步稳定之后，便锁定当前速率，从而完成整个的通信建立过程。
[0029]本发明安装结构如下:
[0030]把图1中所有电路器件安装在一块长、宽为110X80mm的印制板上，然后把印制板安装在一个长、宽、高为130 X 130 X 30mm的盒子内，组装成本发明。
【权利要求】
1.一种海上浮标的微波通信设备，包括多扇区天线(I)、射频单元(2)、数字处理单元(3)、业务接入单元(5)和电源模块(13)，其特征在于:还包括协议控制单元(4)； 业务接入单元(5)接收网络设备发送的网络信号，进行HDLC编码处理形成HDLC编码信号并输出至协议控制单元(4);协议控制单元(4)将收到的HDLC编码信号进行复接并输出至数字处理单元(3)，协议控制单元(4)将射频控制信号输出至射频单元(2);数字处理单元(3)将收到的复接后的信号进行编码调制形成基带信号并将基带信号和本地的高稳参考时钟输出至射频单元(2);射频单元(2)在射频控制信号的控制下将基带信号进行变频、滤波和功率放大处理形成射频信号输出至多扇区天线(I)并由多扇区天线(I)发送至自由空间； 多扇区天线(I)将从自由空间收到的射频信号发送给射频单元(2);射频单元(2)将收到的射频信号进行低噪声放大、滤波和变频放大处理形成中频信号并输出至数字处理单元(3);数字处理单元(3)将收到的中频信号进行解码和解调处理形成基带信号并输出至协议控制单元(4);协议控制单元(4)将收到的基带信号进行同步检测、速率切换和速率锁定确定出当前的通信速率，将收到的基带信号进行分接并发送给业务接入单元(5);业务接入单元(5)将收到的分接后的信号进行HDLC解码之后发送给网络设备。
2.根据权利要求1所述的一种海上浮标的微波通信设备，其特征在于:所述的协议控制单元(4)包括射频控制单元￠)、分接器(7)、复接器(8)和速率切换器(9)，复接器(8)将从业务接入单元(5)处收到的HDLC编码信号进行复接处理并输出至数字处理单元(3)；分接器(7)将从数字处理单元(3)处收到的基带信号进行分接处理并输出至业务接入单元(5)，同时，分接器(7)将同步信号输出至速率切换器(9);速率切换器(9)根据收到的同步信号进行速率切换形成速率切换信号并输出至射频控制单元(6);射频控制单元(6)根据当前的速率值产生相应的射频控制信号并将射频控制信号输出至射频单元(2)。
3.根据权利要求2所述的一种海上浮标的微波通信设备，其特征在于:所述的速率切换器(9)包括速率轮询单元(10)、射频切换单元(11)和同步检测器(12)，同步检测器(12)将从分接器(7)处收到的同步信号进行检测处理，并将当前状态的同步检测信号分别输出至速率轮询单元(10)和射频切换单元(11);速率轮询单元(10)根据当前的同步检测信号的稳定情况进行各个通信速率的轮询，并将当前的通信速率发送给射频切换单元(11);射频切换单元(11)将收到的同步检测信号和当前的速率进行比较，根据比较的结果进行速率切换形成速率切换信号并发送至射频控制单元(6)。
【文档编号】H04L25/03GK104468435SQ201410787736
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月18日 优先权日:2014年12月18日
【发明者】吕先望, 倪光华 申请人:中国电子科技集团公司第五十四研究所