CN104135294A - 一种e波段无线传输信号产生设备 - Google Patents

一种e波段无线传输信号产生设备 Download PDF

Info

Publication number
CN104135294A
CN104135294A CN201410398089.1A CN201410398089A CN104135294A CN 104135294 A CN104135294 A CN 104135294A CN 201410398089 A CN201410398089 A CN 201410398089A CN 104135294 A CN104135294 A CN 104135294A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
digital
frame
signal
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410398089.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104135294B (zh
Inventor
周志刚
钟文斌
李超
王丽云
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology of CAS
Original Assignee
Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology of CAS filed Critical Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology of CAS
Priority to CN201410398089.1A priority Critical patent/CN104135294B/zh
Publication of CN104135294A publication Critical patent/CN104135294A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104135294B publication Critical patent/CN104135294B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明涉及一种E波段无线传输信号产生设备，通过高速以太网接口将以太帧转化为媒体接入帧，并连接到数字基带处理模块；由数字基带处理模块完成数据编码，并将编码后数据映射为数字符号，将数据封装成E波段帧结构，再由发送滤波模块完成成型滤波和速率转换，并连接到数字中频模块；数字中频模块将数字基带信号转化为数字中频信号，并输入到DAC和射频前端，产生E波段无线传输信号，并由E波段天线发射。本发明不仅兼容多种调制方式，并且满足高速率传输需求。

Description

一种E波段无线传输信号产生设备
技术领域
本发明涉及E波段高速无线传输技术领域，特别是涉及一种E波段无线传输信号产生设备。
背景技术
微波是常见的无线通信技术，其具有传输距离远、容量大、部署快捷、抗损强等特点，被广泛应用于通信***的中继和回传。随着近年来智能移动终端的普及以及移动互联网的蓬勃发展，无线数据业务呈现出爆发式增长，常规的6GHz～38GHz的频谱资源已消耗殆尽，微波通信将向着更高频段扩展。E波段微波频段将会是未来蜂窝无线回传的主要解决方案。
E波段是国际电联无线组织(ITU-R)迄今为止一次性发布的波道间隔最大的微波频段频谱资源。由71GHz～76GHz和81GHz～86GHz频谱资源构成，可以承载G比特以上高速无线传输业务。欧洲电子通信委员会(ECC)对E波段频段的建议为：最小波道间隔为250MHz，整个5GHz可用调制频段划分为19个子频段，传输业务时可以使用1～4个子频段组合，可调波道间隔最大为1GHz，采用高阶调制方式时，E波段微波可以实现1～5Gbps的高容量传输。
近年来，随着LTE的快速部署和发展，蜂窝无线回传网络面临越来越严重的频偏赤字问题。随着5G通信需求的提出和研究，回传网络频谱匮乏问题将更加严峻。E波段微波的应用使得承载未来无线通信业务需求称为可能。目前，许多国家已经开放了E波段频段的使用限制，各国科研机构和组织都在积极开展用于下一代无线回传网络的E波段高速无线传输设备的试验和研发。目前在E波段传输设备基带处理部分面临的问题主要在于包括编码，调制，成型滤波和数字上变频等数字基带处理速率以及射偏前端模拟器件特性无法满足10Gbps以上的E波段传输***需求。
在高速无线传输领域，存在严重的频谱赤字问题。作为常见的无线通信技术，有着传输距离远，容量大，部署快，抗损强的特点，在高速无线传输领域广泛应用。但常规的6GHz～38GHz的微波频谱已消耗殆尽，需要向更高的频段扩展。IEEE802.11ad标准规定工作于60GHz频段，最高可实现7Gbps速率通信。该标准已经是现有标准所支持的最高速率，然而仍然与10-100Gbps的“无线光纤”的目标差距巨大，同时还存在着传输距离近、干扰大、频谱资源匮乏等缺点。随着LTE/LTE-Advanced的发展，在未来4G，B4G时代下，现有标准已经远不能满足无线回传网络的需求。未来无线通信，特别是高速无线传输，需要开辟新的频谱以实现新的需求。
E波段是ITU迄今为止分配的最宽的频谱资源，具有两个5GHz的连续频谱，分别为71-76GHz和81-86GHz，能够很好地解决频谱赤字问题。超宽的频谱资源使其在理论上能够实现极高的传输速率。由于有充足的保护间隔，E波段传输***受到其它频段信号的干扰很小，容易实现无干扰传输。该频段还具有环境衰落小的特点，使得E波段无线传输***适应于中远距离传输，是未来蜂窝无线回传的主要解决方案，并可作为传统微波接入的升级与替代。
然而目前E波段无线传输***架构仍无标准可循，E波段信号的产生，编码方式，高速滤波，射频信号产生等都存在一系列速率和效率方面的问题，仅停留在实验研究阶段，可实现的信号产生设备仍非常匮乏。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种E波段无线传输信号产生设备，能实现从高速以太网到E波段射频微波信号的转化，且兼容多种调制方式，并且满足高速率传输需求。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种E波段无线传输信号产生设备，包括高速以太网接口、数字基带处理模块、数字中频模块、全局时钟控制模块、多通道模拟中频合并模块、射频前端模块和双工器；所述高速以太网接口用于将高速以太网的以太帧转化为并行的媒体接入帧，并输出到所述数字基带处理模块；所述数字基带处理模块包括：数字编码模块，用于完成多通道编码得到并行的多通道编码信号；调制映射模块，对编码信号进行调制，调制后数据采用多个比特表示，实部和虚部采用相同的映射关系表示；成帧模块，用于对调制后的数据完成头序列和导频序列的添加和***；发送滤波模块，用于完成成型滤波和速率转换，并***前导序列，得到并行的数字基带信号，并输出到所述数字中频模块；所述数字中频模块用于将并行数字基带信号转化为数字中频信号；所述多通道模拟中频合并模块用于将多通道模拟中频信号合并为统一的模拟中频信号；所述射频前端模块将数字中频信号上变频为E波段微波信号，并发送给所述双工器，由双工器发射；所述全局时钟控制模块，用于控制E波段无线传输信号产生设备中所有模块同步。
所述高速以太网接口将高速以太网的以太帧转化为并行的PHY帧，进而转化为并行的MAC帧。
所述数字编码模块采用BCH、RS或LDPC编码方式完成双通道或多通道编码。
所述调制映射模块兼容BPSK/QPSK/MQAM调制方式。
所述发送滤波模块用查表法和多相滤波方式实现成型滤波和速率转换，其中，数据查找表部分采用查表法，前导部分采用预存储法。
所述成帧模块在数据流输出时状态机表示：分为停止状态，头序列状态和数据状态。有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明通过高速以太网接口将以太帧转化为媒体接入帧，并连接到数字基带处理模块；由数字基带处理模块完成数据编码，并将编码后数据映射为数字符号，将数据封装成E波段帧结构，再由发送滤波模块完成成型滤波和速率转换，并连接到数字中频模块；数字中频模块将数字基带信号转化为数字中频信号，并输入到DAC和射频前端，产生E波段无线传输信号，并由E波段天线发射，其不仅兼容多种调制方式，并且满足高速率传输需求。
附图说明
图1是本发明的总体框图；
图2是本发明中数字基带处理模块和数字中频模块框图；
图3是本发明中全局时钟控制模块示意图；
图4是本发明中编码器模块实现框图；
图5是本发明中成帧模块实现框图；
图6是本发明中成帧模块状态机结构图；
图7是本发明中发送滤波模块实现框图；
图8是本发明中数字中频模块实现框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施方式涉及一种E波段无线传输信号产生设备，如图1和图2所示，包括高速以太网接口、数字基带处理模块、数字中频模块、全局时钟控制模块、多通道模拟中频合并模块、射频前端模块和双工器；所述高速以太网接口用于将高速以太网的以太帧转化为并行的媒体接入帧，并输出到所述数字基带处理模块；所述数字基带处理模块包括：数字编码模块，用于完成多通道编码得到并行的多通道编码信号；调制映射模块，对编码信号进行调制，调制后数据采用多个比特表示，实部和虚部采用相同的映射关系表示；成帧模块，用于对调制后的数据完成头序列和导频序列的添加和***；发送滤波模块，用于完成成型滤波和速率转换，并***前导序列，得到并行的数字基带信号，并输出到所述数字中频模块；所述数字中频模块用于将并行数字基带信号转化为数字中频信号；所述多通道模拟中频合并模块用于将多通道模拟中频信号合并为统一的模拟中频信号；所述射频前端模块将数字中频信号上变频为E波段微波信号，并发送给所述双工器，由双工器发射，双工器可在E波段两个5GHz带宽进行切换，区分收发信号；所述全局时钟控制模块，用于控制E波段无线传输信号产生设备中所有模块同步。
如图3所示，本实施例中的全局时钟控制模块输入端口的定义分别为：输入时钟16的频率为312.5MHz；复位信号端17；输入使能信号端18。输出端口的定义分别为：帧起始信号端19，每帧一次；头序列起始信号端20，每帧一次；帧内信号计数器21，每个时钟增加一次。
如图4所示，本实施例中的编码模块，采用BCH，RS，LDPC等编码方式完成双通道或多通道编码，工作时钟为166.67MHz。在进行编码时，首先在FIFO22中读取数据，读数据的使能信号bch_fifo_rd(23)的周期参照frame_mod的定义，得到的数据送到6路并行的编码器，完成双通道的编码，最后将编码后的数据写入下一级的FIFO。
如表1和表2所示，本实施例兼容BPSK/QPSK/MQAM等多种调制方式，其中M可能的取值为16，32，64，……，支持各种高调方式。本实施例中以16QAM为例。为了统一BPSK、QPSK和16QAM，将调制后的数据用6bit表示，实部和虚部采用相同的映射关系，各用3bit表示。
表116QAM和BPSK的映射表
表2QPSK映射表
如图5所示，本实施例中成帧模块完成头序列(Header)和导频序列(Pilot)的添加，并将所有数据以6路并行数据流的形式传输给发送滤波模块。该模块主要由位宽转换25和成帧26两个部分组成。
如图6所示，本实施例中，成帧模块数据流输出时可以用该状态机表示：分为停止27，头序列28和数据29三个状态。起始时处于停止状态，header_start上升沿到来时，状态机进入头序列状态，开始传送header数据，同时header_counter从0开始计数，整个header长度为48个符号，因6路并行，所以共需8个时钟周期，当header_counter＝7时，状态机跳到数据状态，开始传输调制后的IQ数据，同时data_counter从0开始计数，当data_counter计到863时，一帧数据传输完毕，状态机进入停止状态，等待下一次header_start的到来。
如图7所示，本实施例中发送滤波模块采用一种基于查表法的零乘法实现，旨在完成成型滤波和6路至16路的速率转换，并添加前导序列(Preamble)。输入Frame_data_real(30)和Frame_data_imag(31)分别为I，Q两路数据帧，Frame_mod(31)为输入帧的模式，Frame_start(32)为数据帧开始标志。输出为***了前导序列并成型滤波后的I，Q两路信号filter_real_out(33)和filter_imag_out(34)。模块输入时钟clk(35)为312.5MHz，数据查找表36部分采用查表法，前导部分37采用预存储法，最终由输出控制模块38控制输出时序。
如图8所示，本实施例中数字中频模块，数字上变频模块39和并串转换模块40连接关系如图。数字上变频模块输入时钟clk_312.5的频率为312.5MHz，输入为I，Q两路复信号，分别为filter_real_out(42)和filter_imag_out(43)，分16路并行输入。本实施例中，数字上变频模块输出为16路并行数字实信号，载频为1.25GHz。本实施例中，并串转换模块输入时钟clk_625(44)的频率为625MHz，输出为4路差分输出(45)，每路为12bit，输出到高速DAC中。
本实施例中，高速DAC的输出为双通道模拟中频信号。经过多通道模拟中频合并模块，将双通道信号进行合并，形成模拟中频信号。再经过射频前端模块，生成E波段射频信号。最终经过双工器和E波段天线，产生可传输的E波段无线传输信号。

Claims (6)

1.一种E波段无线传输信号产生设备，其特征在于，包括高速以太网接口、数字基带处理模块、数字中频模块、全局时钟控制模块、多通道模拟中频合并模块、射频前端模块和双工器；所述高速以太网接口用于将高速以太网的以太帧转化为并行的媒体接入帧，并输出到所述数字基带处理模块；所述数字基带处理模块包括：数字编码模块，用于完成多通道编码得到并行的多通道编码信号；调制映射模块，对编码信号进行调制，调制后数据采用多个比特表示，实部和虚部采用相同的映射关系表示；成帧模块，用于对调制后的数据完成头序列和导频序列的添加和***；发送滤波模块，用于完成成型滤波和速率转换，并***前导序列，得到并行的数字基带信号，并输出到所述数字中频模块；所述数字中频模块用于将并行数字基带信号转化为数字中频信号；所述多通道模拟中频合并模块用于将多通道模拟中频信号合并为统一的模拟中频信号；所述射频前端模块将数字中频信号上变频为E波段微波信号，并发送给所述双工器，由双工器发射；所述全局时钟控制模块，用于控制E波段无线传输信号产生设备中所有模块同步。
2.根据权利要求1所述的E波段无线传输信号产生设备，其特征在于，所述高速以太网接口将高速以太网的以太帧转化为并行的PHY帧，进而转化为并行的MAC帧。
3.根据权利要求1所述的E波段无线传输信号产生设备，其特征在于，所述数字编码模块采用BCH、RS或LDPC编码方式完成双通道或多通道编码。
4.根据权利要求1所述的E波段无线传输信号产生设备，其特征在于，所述调制映射模块兼容BPSK/QPSK/MQAM调制方式。
5.根据权利要求1所述的E波段无线传输信号产生设备，其特征在于，所述发送滤波模块用查表法和多相滤波方式实现成型滤波和速率转换，其中，数据查找表部分采用查表法，前导部分采用预存储法。
6.根据权利要求1所述的E波段无线传输信号产生设备，其特征在于，所述成帧模块在数据流输出时状态机表示：分为停止状态，头序列状态和数据状态。
CN201410398089.1A 2014-08-13 2014-08-13 一种e波段无线传输信号产生设备 Active CN104135294B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410398089.1A CN104135294B (zh) 2014-08-13 2014-08-13 一种e波段无线传输信号产生设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410398089.1A CN104135294B (zh) 2014-08-13 2014-08-13 一种e波段无线传输信号产生设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104135294A true CN104135294A (zh) 2014-11-05
CN104135294B CN104135294B (zh) 2016-08-24

Family

ID=51807847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410398089.1A Active CN104135294B (zh) 2014-08-13 2014-08-13 一种e波段无线传输信号产生设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104135294B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105471801A (zh) * 2015-12-02 2016-04-06 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种5g移动通信数字调制信号发生装置及其发生方法
CN107863987A (zh) * 2017-12-21 2018-03-30 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种超宽带e波段收发信机
CN111641418A (zh) * 2020-05-07 2020-09-08 中国电子科技集团公司电子科学研究院 一种基于e波段的无线通信***及其信号处理方法
WO2021232888A1 (zh) * 2020-05-21 2021-11-25 江苏亨通太赫兹技术有限公司 多通道dfe数字通讯***及5g信号回传***
CN115865271A (zh) * 2022-11-23 2023-03-28 杭州翼邦芯科技有限公司 一种e波段毫米波点到点传输方法及装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050170789A1 (en) * 2004-02-04 2005-08-04 Consolazio Stephen J. E-Band radio transceiver architecture and chip set
CN101227358A (zh) * 2007-12-20 2008-07-23 北京北方烽火科技有限公司 一种双处理器WiMAX基站及其数据处理方法
CN101789791A (zh) * 2010-01-12 2010-07-28 陕西龙腾通讯科技有限责任公司 宽带无线电中频模/数混合信号处理机
CN103346866A (zh) * 2013-07-19 2013-10-09 武汉虹信通信技术有限责任公司 在微波***中传输1588v2报文的方法
CN103384940A (zh) * 2013-01-08 2013-11-06 华为技术有限公司 用于回传组网的装置
CN103580714A (zh) * 2013-11-11 2014-02-12 爱斯泰克（上海）高频通讯技术有限公司 一种多芯片集成的毫米波无线互联收发***
CN103647596A (zh) * 2013-12-31 2014-03-19 北京国电通网络技术有限公司技术服务中心 一种双收双发卫星调制解调器
CN203722623U (zh) * 2013-12-27 2014-07-16 中国科学院上海微***与信息技术研究所 E波段无线传输设备

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050170789A1 (en) * 2004-02-04 2005-08-04 Consolazio Stephen J. E-Band radio transceiver architecture and chip set
CN101227358A (zh) * 2007-12-20 2008-07-23 北京北方烽火科技有限公司 一种双处理器WiMAX基站及其数据处理方法
CN101789791A (zh) * 2010-01-12 2010-07-28 陕西龙腾通讯科技有限责任公司 宽带无线电中频模/数混合信号处理机
CN103384940A (zh) * 2013-01-08 2013-11-06 华为技术有限公司 用于回传组网的装置
CN103346866A (zh) * 2013-07-19 2013-10-09 武汉虹信通信技术有限责任公司 在微波***中传输1588v2报文的方法
CN103580714A (zh) * 2013-11-11 2014-02-12 爱斯泰克（上海）高频通讯技术有限公司 一种多芯片集成的毫米波无线互联收发***
CN203722623U (zh) * 2013-12-27 2014-07-16 中国科学院上海微***与信息技术研究所 E波段无线传输设备
CN103647596A (zh) * 2013-12-31 2014-03-19 北京国电通网络技术有限公司技术服务中心 一种双收双发卫星调制解调器

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105471801A (zh) * 2015-12-02 2016-04-06 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种5g移动通信数字调制信号发生装置及其发生方法
CN105471801B (zh) * 2015-12-02 2018-11-20 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种5g移动通信数字调制信号发生装置及其发生方法
CN107863987A (zh) * 2017-12-21 2018-03-30 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种超宽带e波段收发信机
CN107863987B (zh) * 2017-12-21 2020-03-17 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种超宽带e波段收发信机
CN111641418A (zh) * 2020-05-07 2020-09-08 中国电子科技集团公司电子科学研究院 一种基于e波段的无线通信***及其信号处理方法
WO2021232888A1 (zh) * 2020-05-21 2021-11-25 江苏亨通太赫兹技术有限公司 多通道dfe数字通讯***及5g信号回传***
CN115865271A (zh) * 2022-11-23 2023-03-28 杭州翼邦芯科技有限公司 一种e波段毫米波点到点传输方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN104135294B (zh) 2016-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102118191B (zh) 一种通用公共无线接口数据的传递方法、设备及***
CN103580703B (zh) 发射电路、收发机、通信***和发射数据的方法
CN101490966B (zh) 天线矩阵***
US8989088B2 (en) OFDM signal processing in a base transceiver system
CN104135294B (zh) 一种e波段无线传输信号产生设备
CN104618086B (zh) 一种单芯电缆数据传输***及方法
CN101136811A (zh) Ofdm发射信号处理装置、方法及射频远端单元
CN104618058B (zh) 基于ldpc编码的中速率逐帧可变调制器
CN106576267A (zh) 一种数字前传数据的传输方法、设备及***
CN107409038A (zh) 无线隧道传送***中的全双工无线电
CN203722632U (zh) 多接收通道卫星通信终端
CN107819490A (zh) 一种脉冲超宽带太赫兹收发构架
WO2011140789A1 (zh) 通过同轴线传输cpri信号的方法及装置
CN104378129B (zh) 一种用于无人机的地空宽带通信***
CN103812608B (zh) 一种iq数据压缩方法和***
BR112015011642B1 (pt) Estação base distribuída, método para retorno de sinal, e dispositivo de processamento de frequência de rádio e dispositivo de processamento de banda base da estação base distribuída
CN202190265U (zh) 混合跳频无线收发***
KR20120071951A (ko) 송수신 장치 및 방법
CN202587393U (zh) 一种实现多频宽带高速数字das的装置
CN114450995A (zh) 无线-有线物理融合架构
CN105099537A (zh) 一种用于卫星的数传发射机
CN108512788B (zh) 一种用于数字移动前传链路的基于噪声整形的pcm模块
CN202309693U (zh) 基于射频数字化的短波自动控制通信单元
CN202261371U (zh) 一种混模射频拉远***
CN111641573B (zh) 多通道dfe数字通讯***及5g信号回传***

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant