CN103619080B - 一种低成本单网口lte路由设备及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种低成本单网口LTE路由设备及控制方法。该设备包括ODU数字微波室外单元、IDU数字微波室内单元，ODU数字微波室外单元由LTE模块、第一天线单元、POE电源模块、第一DC-DC芯片、PHY网卡芯片、单口变压器、第一RJ45网络接口组成；IDU数字微波室内单元由WIFI模块、第二天线单元、PSE供电模块、第二DC-DC芯片、DC插头、网口变压器、第二RJ45网络接口组成；ODU数字微波室外单元使用普通网线与IDU数字微波室内单元连接，即可将室外良好的4G LTE信号引入室内配合IDU数字微波室内单元组建WIFI 热点。避免重新布线，保证使用稳定性与可靠性。

Description

一种低成本单网口LTE路由设备及控制方法

技术领域

本发明涉及一种路由设备，特别是公开一种低成本单网口LTE路由设备及控制方法。

背景技术

当前人口密集的地区，由于移动终端的种类及数量不断增长，移动数据业务量也呈现出***式的增长。3G的通讯流量接近极限，适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的***移动通信开始兴起。4G***能够以100Mbps的速度下载，比拨号上网快2000倍，上传的速度也能达到20Mbps，4G网络如果同WIFI结合就可以实现，满足不同数据量需求的用户。

同时这些的用户在对于互联网的需求面临相同困境，室内的4GLTE信号容易受到地形或者建筑物的屏蔽与遮挡，使得4GLTE的大数据量无法到达最终的用户，也就使得用户无法获得稳定可靠的服务。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种利用室外优质的4GLTE信号，将大吞吐量的数据接收过来，之后以可靠的网线传导连接方式输送至室内设备，同时避免在建筑内的重新布线的低成本单网口LTE路由设备及控制方法。

本发明是这样实现的：一种低成本单网口LTE路由设备，包括ODU数字微波室外单元、IDU数字微波室内单元，其特征在于：所述ODU数字微波室外单元由LTE模块、第一天线单元、POE电源模块、第一DC-DC芯片、PHY网卡芯片、单口变压器、第一RJ45网络接口组成；所述IDU数字微波室内单元由WIFI模块、第二天线单元、PSE供电模块、第二DC-DC芯片、DC插头、网口变压器、第二RJ45网络接口组成；

所述LTE模块通过第一天线单元以无线的方式与电信通信基站相互通讯，所述POE电源模块通过所述第一DC-DC芯片分别与所述LTE模块、PHY网卡芯片、单口变压器相连，所述LTE模块、PHY网卡芯片、单口变压器、第一RJ45网络接口依次相连，所述第一RJ45网络接口还与所述POE电源模块相连；所述第一RJ45网络接口通过网线与所述第二RJ45网络接口相连；

所述DC插头分别与所述PSE供电模块、第二DC-DC芯片相连，所述PSE供电模块通过所述第二DC-DC芯片分别与所述WIFI模块、网口变压器相连，所述第二天线单元、WIFI模块、网口变压器、第二RJ45网络接口依次相连，所述第二RJ45网络接口还与所述PSE供电模块相连。

所述LTE模块由总线接口单元、基带信号收发处理器、MCP封装芯片、PMIC电源管理单元、第一信号转换单元、用于连接所述第一天线单元的第一天线扣组成，所述总线接口单元分别与所述基带信号收发处理器、PMIC电源管理单元相连，所述基带信号收发处理器分别与所述PMIC电源管理单元、MCP封装芯片、第一信号转换单元相连，所述PMIC电源管理单元还与所述MCP封装芯片相连，所述第一信号转换单元与所述第一天线扣相连。

所述第一信号转换单元包括第一开关芯片、第一SAW滤波器、LNA放大器、第一转换芯片、第二SAW滤波器、PA放大器，所述第一转换芯片分别与所述基带信号收发处理器、第二SAW滤波器、LNA放大器相连；所述第二SAW滤波器、PA放大器、第一开关芯片、第一SAW滤波器、LNA放大器依次相连，所述第一开关芯片还与所述第一天线扣相连。

所述WIFI模块由QFN封装、存储单元、PMU电源转换单元、第二信号转换单元、用于连接所述第二天线单元的第二天线扣组成；所述QFN封装分别与所述第二信号转换单元、PMU电源转换单元相连，所述第二信号转换单元分别与所述第二天线扣、存储单元相连，所述存储单元还与所述PMU电源转换单元相连。

所述第二信号转换单元包括依次相连的第二转换芯片、第一带通滤波器、第二开关芯片、第二带通滤波器；所述第二转换芯片分别与所述QFN封装、存储单元相连，所述第二开关芯片还与所述第二天线扣相连。

一种如上所述的低成本单网口LTE路由设备的控制方法，其特征在于：1）供电：所述IDU数字微波室内单元的DC插头接室内电源，并将12V的电源电压分别传送至第二DC-DC芯片、PSE供电模块，所述第二DC-DC芯片将电源电压转换为3.3V的电源电压后给所述网口变压器、WIFI模块供电；所述PSE供电模块将12V的电源电压转换为48V的电源电压后通过所述第二RJ45网络接口传送至所述ODU数字微波室外单元的第一RJ45网络接口，所述第一RJ45网络接口将48V的电源电压传送至POE电源模块，所述POE电源模块将48V电源电压转换到5V电源电压并给所述第一DC-DC芯片供电，所述第一DC-DC芯片将电源电压转换为3.3V后分别给所述LTE模块、PHY网卡芯片、单口变压器供电；

2）信号的传递和处理：所述ODU数字微波室外单元的LTE模块通过所述第一天线单元用无线的方式与电信基站用4GLTE信号相互通讯，所述第一LTE模块将接收到的4GLTE信号转换为RMII信号，并将该RMII信号传送至PHY网卡芯片，所述PHY网卡芯片将所述RMII信号转换为RJ45信号后传送至单口变压器，然后再通过第一RJ45网络接口将转换后的RJ45信号通过线缆传送至IDU数字微波室内单元的第二RJ45网络接口，所述第二RJ45网络接口将RJ45信号传送给所述网口变压器使RJ45信号放大，然后再将放大后的RJ45信号发送至WIFI模块，所述WIFI模块组建WIFI网络热点，并将网络信号通过第二天线单元发送。

在所述供电过程中，LTE模块内部的供电过程为：所述PMIC电源管理单元通过所述总线接口单元接受来自所述第一DC-DC芯片的3.3V电源电压，并将所述3.3V电源电压转换成1.2V或1.8V电源电压为所述MCP封装芯片、基带信号收发处理器供电；

所述WIFI模块内部的供电过程为：所述PMU电源转换单元通过所述QFN封装接收来自第二DC-DC芯片的第四DC-BUCK的3.3V电源电压，并通过PMU电源转换单元将电源电压转换为1.2V或1.8V电源电压分别给所述第二转换芯片、存储单元供电；

在所述信号的传递和处理过程中，所述LTE模块内部的信号接收过程为：所述第一开关芯片接收来自所述第一天线单元的4GLTE信号，然后依次经过第一SAW滤波器、LNA放大器进入所述第一转换芯片，所述第一转换芯片将接收到的信号转换成I/Q信号后，发送至基带信号收发处理器，所述基带信号收发处理器将接收到的I/Q信号转换成RMII信号后通过所述总线接口单元发送给所述PHY网卡芯片；

所述WIFI模块内部的信号处理过程为：所述第二转换芯片通过所述QFN封装接收来自所述网口变压器的RJ45信号，并将该RJ45信号转换为WIFI信号然后经过第二带通滤波器滤波后，发送至第二开关芯片，所述第二开关芯片通过所述第二天线扣连接的第二天线发送WIFI信号。

本发明的有益效果是：避免重新布线，利用已有的RJ45网络接口的网线，及室外优良的4GLTE信号，使用可靠的传导连接传输方式，组建WIFI无线网络；以最简化的连接方式整合了两套***，大大简化了施工难度，方便了4G网络与WIFI热点的无缝对接，同时保证了使用的稳定性与可靠性。

附图说明

图1是本发明结构方框原理图。

图2是本发明LTE模块的结构方框原理图。

图3是本发明WIFI模块的结构方框原理图。

具体实施方式

根据图1~图3，本发明包括ODU数字微波室外单元、IDU数字微波室内单元。所述ODU数字微波室外单元由LTE模块、第一天线单元、POE电源模块、第一DC-DC芯片、PHY网卡芯片、单口变压器、第一RJ45网络接口组成。所述IDU数字微波室内单元由WIFI模块、第二天线单元、PSE供电模块、第二DC-DC芯片、DC插头、网口变压器、第二RJ45网络接口组成。

所述LTE模块通过第一天线单元以无线的方式与电信通信基站相互通讯，所述POE电源模块通过所述第一DC-DC芯片分别与所述LTE模块、PHY网卡芯片、单口变压器相连，所述第一DC-DC芯片由第一DC-BUCK、第二DC-BUCK组成，所述第一DC-BUCK分别与所述POE电源模块、LTE模块相连；所述第二DC-BUCK分别与所述POE电源模块、PHY网卡芯片相连。所述LTE模块、PHY网卡芯片、单口变压器、第一RJ45网络接口依次相连，所述第一RJ45网络接口还与所述POE电源模块相连；所述第一RJ45网络接口通过网线与所述第二RJ45网络接口相连。所述DC插头分别与所述PSE供电模块、第二DC-DC芯片相连，所述PSE供电模块通过所述第二DC-DC芯片分别与所述WIFI模块、网口变压器相连，所述第二DC-DC芯片由第三DC-BUCK、第四DC-BUCK、第五DC-BUCK组成，所述第三DC-BUCK分别与所述DC插头、第四DC-BUCK、第五DC-BUCK相连，所述第四DC-BUCK还与所述WIFI模块相连，所述第五DC-BUCK还与所述网口变压器相连，所述第二天线单元、WIFI模块、网口变压器、第二RJ45网络接口依次相连，所述第二RJ45网络接口还与所述PSE供电模块相连。

所述LTE模块由总线接口单元、基带信号收发处理器、MCP封装芯片、PMIC电源管理单元、第一信号转换单元、用于连接所述第一天线单元的第一天线扣组成，所述总线接口单元分别与所述基带信号收发处理器、PMIC电源管理单元相连，所述基带信号收发处理器分别与所述PMIC电源管理单元、MCP封装芯片、第一信号转换单元相连，所述PMIC电源管理单元还与所述MCP封装芯片相连，所述第一信号转换单元与所述第一天线扣相连。所述第一信号转换单元包括第一开关芯片、第一SAW滤波器、LNA放大器、第一转换芯片、第二SAW滤波器、PA放大器，所述第一转换芯片分别与所述基带信号收发处理器、第二SAW滤波器、LNA放大器相连；所述第二SAW滤波器、PA放大器、第一开关芯片、第一SAW滤波器、LNA放大器依次相连，所述第一开关芯片还与所述第一天线扣相连。所述第一SAW滤波器、LNA放大器、第一转换芯片、第二SAW滤波器、PA放大器与第一天线扣相连形成一路信号收发链路，实际运用中优选设置2路相同的所述信号收发链路分别与所述第一转换芯片相连。

所述WIFI模块由QFN封装、存储单元、PMU电源转换单元、第二信号转换单元、用于连接所述第二天线单元的第二天线扣组成；所述QFN封装分别与所述第二信号转换单元、PMU电源转换单元相连，所述第二信号转换单元分别与所述第二天线扣、存储单元相连，所述存储单元还与所述PMU电源转换单元相连。所述第二信号转换单元包括依次相连的第二转换芯片、第一带通滤波器、第二开关芯片、第二带通滤波器；所述第二转换芯片分别与所述QFN封装、存储单元相连，所述第二开关芯片还与所述第二天线扣相连。所述第一带通滤波器、第二开关芯片、第二天线扣和第二带通滤波器相连形成一组网络发射和接收链路，实际运用中优选设置2组所述网络发射和接收链路。

所述第二转换芯片采用雷凌（Ralink）公司生产的，型号为RT3352F的芯片，所述第一转换芯片采用Altair公司生产的，型号为ALT-6200的芯片；所述基带信号收发处理器采用Altair公司生产的，型号为ALT-3100的芯片。

一种如上所述的低成本单网口LTE路由设备的控制方法，包括：1）供电：所述IDU数字微波室内单元的DC插头接室内电源，并将12V的电源电压分别传送至第二DC-DC芯片、PSE供电模块，所述第二DC-DC芯片的第三DC-BUCK将电源电压转换为5V后分别给第四DC-BUCK、第五DC-BUCK供电，所述第四DC-BUCK将5V电源电压转换为3.3V后给所述WIFI模块供电，所述第五第四DC-BUCK将5V电源电压转换为3.3V后给所述网口变压器供电。所述PSE供电模块将12V的电源电压转换为48V的电源电压后通过所述第二RJ45网络接口传送至所述ODU数字微波室外单元的第一RJ45网络接口，所述第一RJ45网络接口将48V的电源电压传送至POE电源模块，所述POE电源模块将48V电源电压转换到5V电源电压并给所述第一DC-DC芯片供电，所述第一DC-DC芯片的第一DC-BUCK将电源电压转换为3.3V后给所述LTE模块供电，所述第一DC-DC芯片的第二DC-BUCK将电源电压转换为3.3V后分别给所述PHY网卡芯片、单口变压器供电；在所述供电过程中：LTE模块内部的供电过程为：所述PMIC电源管理单元通过所述总线接口单元接受来自所述第一DC-DC芯片的3.3V电源电压，并将所述3.3V电源电压转换成1.2V或1.8V电源电压为所述MCP封装芯片、基带信号收发处理器供电。所述WIFI模块内部的供电过程为：所述PMU电源转换单元通过所述QFN封装接收来自第二DC-DC芯片的第四DC-BUCK的3.3V电源电压，并通过PMU电源转换单元将电源电压转换为1.2V或1.8V电源电压分别给所述第二转换芯片、存储单元供电。

2）信号的传递和处理：所述IDU数字微波室内单元与ODU数字微波室外单元的信号传输为双向过程：所述ODU数字微波室外单元的LTE模块通过所述第一天线单元用无线的方式与电信基站用4GLTE信号相互通讯，所述第一LTE模块将接收到的4GLTE信号转换为RMII信号，并将该RMII信号传送至PHY网卡芯片，所述PHY网卡芯片将所述RMII信号转换为RJ45信号后传送至单口变压器，然后再通过第一RJ45网络接口将转换后的RJ45信号通过线缆传送至IDU数字微波室内单元的第二RJ45网络接口，所述第二RJ45网络接口将RJ45信号传送给所述网口变压器使RJ45信号放大，然后再将放大后的RJ45信号发送至WIFI模块，所述WIFI模块组建WIFI网络热点，并将网络信号通过第二天线单元发送。

在所述信号的传递和处理过程中，所述LTE模块内部的信号接收过程为：所述第一开关芯片接收来自所述第一天线单元的4GLTE信号，然后依次经过第一SAW滤波器、LNA放大器进入所述第一转换芯片，所述第一转换芯片将接收到的信号转换成I/Q信号后，发送至基带信号收发处理器，所述基带信号收发处理器将接收到的I/Q信号转换成RMII信号后通过所述总线接口单元发送给所述PHY网卡芯片；当信号向电信基站发送时，所述基带信号收发处理器通过总线接口单元接收到RMII信号，并将RMII信号转换成I/Q信号发送至第一转换芯片，然后第一转换芯片将I/Q信号通过第二SAW滤波器、PA放大器送入第一开关芯片，第一开关芯片将滤波、放大后的I/Q信号转换成4GLTE信号后通过第一天线发送给电信基站。所述WIFI模块内部的信号处理过程为：所述QFN封装用于焊接PCBA的封装PDA，所述第二转换芯片用于实现将基带信号变换为高频信号及逆变换。所述第二转换芯片通过所述QFN封装接收来自所述网口变压器的RJ45信号，并将该RJ45信号转换为WIFI信号然后经过第二带通滤波器滤波后，发送至第二开关芯片，所述第二开关芯片通过所述第二天线扣连接的第二天线发送WIFI信号，以共室内设备使用。

Claims (7)

1.一种低成本单网口LTE路由设备，包括ODU数字微波室外单元、IDU数字微波室内单元，其特征在于：所述ODU数字微波室外单元由LTE模块、第一天线单元、POE电源模块、第一DC-DC芯片、PHY网卡芯片、单口变压器、第一RJ45网络接口组成；所述IDU数字微波室内单元由WIFI模块、第二天线单元、PSE供电模块、第二DC-DC芯片、DC插头、网口变压器、第二RJ45网络接口组成；

所述LTE模块通过第一天线单元以无线的方式与电信通信基站相互通讯，所述POE电源模块通过所述第一DC-DC芯片分别与所述LTE模块、PHY网卡芯片、单口变压器相连，所述LTE模块、PHY网卡芯片、单口变压器、第一RJ45网络接口依次相连，所述第一RJ45网络接口还与所述POE电源模块相连；所述第一RJ45网络接口通过网线与所述第二RJ45网络接口相连；

所述DC插头分别与所述PSE供电模块、第二DC-DC芯片相连，所述PSE供电模块通过所述第二DC-DC芯片分别与所述WIFI模块、网口变压器相连，所述第二天线单元、WIFI模块、网口变压器、第二RJ45网络接口依次相连，所述第二RJ45网络接口还与所述PSE供电模块相连。

2.根据权利要求1所述的低成本单网口LTE路由设备，其特征在于：所述LTE模块由总线接口单元、基带信号收发处理器、MCP封装芯片、PMIC电源管理单元、第一信号转换单元、用于连接所述第一天线单元的第一天线扣组成，所述总线接口单元分别与所述基带信号收发处理器、PMIC电源管理单元相连，所述基带信号收发处理器分别与所述PMIC电源管理单元、MCP封装芯片、第一信号转换单元相连，所述PMIC电源管理单元还与所述MCP封装芯片相连，所述第一信号转换单元与所述第一天线扣相连。

3.根据权利要求2所述的低成本单网口LTE路由设备，其特征在于：所述第一信号转换单元包括第一开关芯片、第一SAW滤波器、LNA放大器、第一转换芯片、第二SAW滤波器、PA放大器，所述第一转换芯片分别与所述基带信号收发处理器、第二SAW滤波器、LNA放大器相连；所述第二SAW滤波器、PA放大器、第一开关芯片、第一SAW滤波器、LNA放大器依次相连，所述第一开关芯片还与所述第一天线扣相连。

4.根据权利要求1所述的低成本单网口LTE路由设备，其特征在于：所述WIFI模块由QFN封装、存储单元、PMU电源转换单元、第二信号转换单元、用于连接所述第二天线单元的第二天线扣组成；所述QFN封装分别与所述第二信号转换单元、PMU电源转换单元相连，所述第二信号转换单元分别与所述第二天线扣、存储单元相连，所述存储单元还与所述PMU电源转换单元相连。

5.根据权利要求4所述的低成本单网口LTE路由设备，其特征在于：所述第二信号转换单元包括依次相连的第二转换芯片、第一带通滤波器、第二开关芯片、第二带通滤波器；所述第二转换芯片分别与所述QFN封装、存储单元相连，所述第二开关芯片还与所述第二天线扣相连。

6.一种如权利要求1~5中任意一项所述的低成本单网口LTE路由设备的控制方法，其特征在于：1）供电：所述IDU数字微波室内单元的DC插头接室内电源，并将12V的电源电压分别传送至第二DC-DC芯片、PSE供电模块，所述第二DC-DC芯片将电源电压转换为3.3V的电源电压后给所述网口变压器、WIFI模块供电；所述PSE供电模块将12V的电源电压转换为48V的电源电压后通过所述第二RJ45网络接口传送至所述ODU数字微波室外单元的第一RJ45网络接口，所述第一RJ45网络接口将48V的电源电压传送至POE电源模块，所述POE电源模块将48V电源电压转换到5V电源电压并给所述第一DC-DC芯片供电，所述第一DC-DC芯片将电源电压转换为3.3V后分别给所述LTE模块、PHY网卡芯片、单口变压器供电；

2）信号的传递和处理：所述ODU数字微波室外单元的LTE模块通过所述第一天线单元用无线的方式与电信基站用4GLTE信号相互通讯，第一LTE模块将接收到的4GLTE信号转换为RMII信号，并将该RMII信号传送至PHY网卡芯片，所述PHY网卡芯片将所述RMII信号转换为RJ45信号后传送至单口变压器，然后再通过第一RJ45网络接口将转换后的RJ45信号通过线缆传送至IDU数字微波室内单元的第二RJ45网络接口，所述第二RJ45网络接口将RJ45信号传送给所述网口变压器使RJ45信号放大，然后再将放大后的RJ45信号发送至WIFI模块，所述WIFI模块组建WIFI网络热点，并将网络信号通过第二天线单元发送。

7.根据权利要求6所述的低成本单网口LTE路由设备的控制方法，其特征在于：在所述供电过程中，LTE模块内部的供电过程为：PMIC电源管理单元通过总线接口单元接受来自所述第一DC-DC芯片的3.3V电源电压，并将所述3.3V电源电压转换成1.2V或1.8V电源电压为MCP封装芯片、基带信号收发处理器供电；

所述WIFI模块内部的供电过程为：所述PMU电源转换单元通过QFN封装接收来自第二DC-DC芯片的第四DC-BUCK的3.3V电源电压，并通过PMU电源转换单元将电源电压转换为1.2V或1.8V电源电压分别给第二转换芯片、存储单元供电；

在所述信号的传递和处理过程中，所述LTE模块内部的信号接收过程为：第一开关芯片接收来自所述第一天线单元的4GLTE信号，然后依次经过第一SAW滤波器、LNA放大器进入第一转换芯片，所述第一转换芯片将接收到的信号转换成I/Q信号后，发送至基带信号收发处理器，所述基带信号收发处理器将接收到的I/Q信号转换成RMII信号后通过所述总线接口单元发送给所述PHY网卡芯片；

所述WIFI模块内部的信号处理过程为：所述第二转换芯片通过所述QFN封装接收来自所述网口变压器的RJ45信号，并将该RJ45信号转换为WIFI信号然后经过第二带通滤波器滤波后，发送至第二开关芯片，所述第二开关芯片通过所述第二天线扣连接的第二天线发送WIFI信号。