LoRaWAN物联网基站的制作方法

本实用新型涉及物联网领域，具体涉及一种LoRaWAN物联网基站。

背景技术：

基站即公用移动通信基站，是无线电台站的一种形式，是指在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。移动通信基站的建设是我国移动通信建设的重要部分，移动通信基站的建设一般都是围绕覆盖面、通话质量、投资效益、建设难易、维护方便等要素进行，随着移动通信网络业务向数据化、分组化方向发展，移动通信基站的发展趋势也必然是宽带化、大覆盖面建设及IP化。

基于LoRa技术的物联网基站系统，可以实现长距离、低功耗和安全的数据传输，目前大多LoRaWAN物联网基站包括一片基带芯片和与该基带芯片连接的射频前端芯片，这样的结构存在一定的局限性，因为一片基带芯片的信道数量很有限，在需要处理的数据量比较多而实时性要求比较高的情况下，只用一片基带芯片会导致数据处理延时长，进而影响整个系统的通信效果。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请提供一种LoRaWAN物联网基站，通过扩充基带芯片的方式扩充基站信道数量，从而可以满足基站需要处理的数据量比较多而实时性要求比较高的要求。本方案通过以下技术手段实现：

LoRaWAN物联网基站，包括：

多片基带芯片：所述多片基带芯片并联在SPI总线上；

多个射频前端芯片组：所述射频前端芯片组的数量与所述基带芯片的数量相同，每个所述射频前端芯片组包括接收输入端口、发射输出端口和串口，一个所述射频前端芯片组通过所述串口与一个所述基带芯片连接；

功分器：所述功分器包括多个输出端口和一个输入端口，一个所述射频前端芯片组的所述接收输入端口与所述功分器的一个输出端口连接；

射频开关：包括发射输入端口、接收输出端口和收发端口，每个所述射频前端芯片组的发射输出端口通过发射处理电路与所述射频开关的发射输入端口连接，所述射频开关的接收输出端口通过接收处理电路与所述功分器的输入端口连接；

收发天线：与射频开关的收发端口连接。

进一步地，所述发射处理电路包括依次连接的平衡非平衡转换器、第一SAW滤波器、射频功率放大器、低通滤波器和隔离器，所述平衡非平衡转换器的输入端与所述射频前端芯片组的发射输出端口连接，所述隔离器的输出端与所述射频开关的发射输入端口连接。

进一步地，所述接收处理电路包括依次连接的第二SAW滤波器和低噪声放大器，所述第二SAW滤波器的输入端与所述射频开关的接收输出端口连接，所述低噪声放大器的输出端与所述功分器的输入端口连接。

进一步地，每个所述射频前端芯片组的接收输入端口与所述功分器的输出端口连接的线路上均串联有一个第三SAW滤波器。

进一步地，所述基带芯片的型号为SX1301。

进一步地，所述射频前端芯片组包括两片并联的型号为SX1255或SX1257的射频前端芯片，每片射频前端芯片均包括接收输入端口、发射输出端口和串口，每片射频前端芯片的接收输入端口和发射输出端口分别连接后作为所在射频前端芯片组的接收输入端口和发射输出端口，每片射频前端芯片通过串口与相应基带芯片连接。

进一步地，所述基带芯片的数量为2。

进一步地，所述收发天线与所述射频开关连接连接的线路上串联有保护电路。

本实用新型提供的LoRaWAN物联网基站，通过扩充基带芯片的方式扩充基站信道数量，从而可以满足基站需要处理的数据量比较多而实时性要求比较高的要求，具体地，基站设置有多片并联在SPI总线上的基带芯片，每片基带芯片均连接有对应的射频前端芯片组，基站天线接收到的信号通过功分器分配给多个射频前端芯片组，每片射频前端芯片均可以处理功分器分配的信号然后传送给相应基带芯片，由于基带芯片扩充了，整个基站的信道数量也相应得到扩充，从而可以满足基站需要处理的数据量多而实时性要求高的需要。

附图说明

图1为根据一示例性实施例示出的一种LoRaWAN物联网基站结构示意框图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

实施例

如图1所示，本实施例提供一种LoRaWAN物联网基站，包括：

多片基带芯片：所述多片基带芯片并联在SPI总线上；

多个射频前端芯片组：所述射频前端芯片组的数量与所述基带芯片的数量相同，每个所述射频前端芯片组包括接收输入端口、发射输出端口和串口，一个所述射频前端芯片组通过所述串口与一个所述基带芯片连接；

功分器：所述功分器包括多个输出端口和一个输入端口，一个所述射频前端芯片组的所述接收输入端口与所述功分器的一个输出端口连接；

射频开关：包括发射输入端口、接收输出端口和收发端口，每个所述射频前端芯片组的发射输出端口通过发射处理电路与所述射频开关的发射输入端口连接，所述射频开关的接收输出端口通过接收处理电路与所述功分器的输入端口连接；

收发天线：与射频开关的收发端口连接。

这里需要说明的是，在基站中，一片基带芯片会外接几片射频前端芯片(在本实施例中，一片基带芯片外接的全部射频前端芯片构成一个射频前端芯片组)，对于一片成品基带芯片来说，信道数量是一定的(比如8个信道)，通常情况下，一个射频前端芯片组中，每片射频前端芯片配置的中心频率不一样，而一片射频前端芯片与与之连接的基带芯片中的部分信道(比如8个信道中的4个信道)相对应，至于基带芯片中的信道具体分配则是由基带芯片中的数据包MCU来控制完成的，本实施例中，采用功分器将接收到的信号分成多路，由多片基带芯片和与之连接的射频前端芯片组来共同处理，在基站数据较多时，也可以及时、高效、有序地进行处理。

还需要说明的是，基带芯片包括射频MCU和数据包MCU，具体实施本实施例时，基带芯片中的射频MCU主要负责实时自动增益控制、射频校准控制和射频开关收发切换控制，数据包MCU这样负责数据速率控制、通道分配控制、射频和信号强度监测控制。

另外，多片基带芯片并联的SPI总线可以与其他具有SPI接口的设备连接，从而扩大基站的交互关系网络。

优选地，所述发射处理电路包括依次连接的平衡非平衡转换器、第一SAW滤波器、射频功率放大器、低通滤波器和隔离器，所述平衡非平衡转换器的输入端与所述射频前端芯片组的发射输出端口连接，所述隔离器的输出端与所述射频开关的发射输入端口连接。

优选地，所述接收处理电路包括依次连接的第二SAW滤波器和低噪声放大器，所述第二SAW滤波器的输入端与所述射频开关的接收输出端口连接，所述低噪声放大器的输出端与所述功分器的输入端口连接。

优选地，每个所述射频前端芯片组的接收输入端口与所述功分器的输出端口连接的线路上均串联有一个第三SAW滤波器。

这里需要说明的是，本实施例中的平衡非平衡转换器、第一SAW滤波器、射频功率放大器、低通滤波器、第二SAW滤波器、低噪声放大器和第三SAW滤波器这些设备可以采用本行业中的常规设备，隔离器可以为射频隔离器，能有效去除线路信号在传输过程中可能受到的无限射频和电磁干扰问题，另外，设置隔离器还可以起到保护作用，当后端线路出现阻抗不匹配的情况时(比如线路短路或者开路)，能有效避免反射信号对射频功率放大器的损伤，同时，射频隔离器的耐用性好，功率容忍度大，安全可靠；还有，本实施例中的功分器可以为一个或多个一分二的功分器组成的功分器组，只要保证功分器的输出端数量比射频前端芯片组的数量多从而保证一个射频前端芯片组的输入端口可以连接到功分器的一个输出端即可。

优选地，所述基带芯片的型号为SX1301。

优选地，所述射频前端芯片组包括两个并联的型号为SX1255或SX1257的射频前端芯片，每个射频前端芯片均包括接收输入端口、发射输出端口和串口，每个射频前端芯片的接收输入端口和发射输出端口分别连接后作为所在射频前端芯片组的接收输入端口和发射输出端口，每个射频前端芯片通过串口与相应基带芯片连接。

优选地，所述基带芯片的数量为2。

优选地，所述收发天线与所述射频开关连接连接的线路上串联有保护电路。这里，保护电路可以是过压保护电路、过流保护电路或空载保护电路，设置保护电路，可以在输出端空载或者短路时起到保护作用，从而不影响基站系统的正常工作。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。