一种窄带物联网的高性能网关制造技术

本申请实施例公开了一种窄带物联网的高性能网关。本申请实施例提供的技术方案通过高性能无线基站片上系统对基带数据进行处理，实现基带数据从基带到射频发射的处理，并交由FPGA处理模块完成射频发送信号的发送处理，经功放模块放大后从天线模块发出，同时，FPGA处理模块对从天线模块接收的射频接收信号进行前端处理，再将处理后的射频接收信号发送至高性能无线基站片上系统进行处理，实现基带数据在窄带物联网中的高并发、远覆盖以及多容量发送与接入，保证数据传输效果。

【技术实现步骤摘要】
一种窄带物联网的高性能网关
本申请实施例涉及通信
，尤其涉及一种窄带物联网的高性能网关。
技术介绍
目前，在生活中的诸多领域，都应用到了物联网技术构建通信网络。一般而言，在这些领域的物联网系统中，通常会使用各种无线组网方式，在一定区域范围内进行组网，然后在适当位置布置若干个数据集中器或者智能网关。但是，在诸如智能抄表和智慧城市的一些物联网系统中，其需求接入的终端数量相对较多，且网络的覆盖距离相对较广。采用ZigBee、WiFi组网或者LoRa组网的物联网系统，需要额外设置中继设备进行数据跳传，其系统设置投入的成本相对较高。窄带物联网(NarrowBandInternetofThings，NB-IoT)是万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180kHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。窄带物联网传输层的网关在远距离传输基带数据时，一般的网关无法满足远距离输送的远覆盖要求，影响数据传输效果。
技术实现思路
本申请实施例提供一种窄带物联网的高性能网关，以满足网关在远距离输送的远覆盖要求，保证数据传输效果。在第一方面，本申请实施例提供了一种窄带物联网的高性能网关，包括基带板、功放模块、电源模块和天线模块，电源模块用于为高性能网关提供电源，其中：基带板采用高性能无线基站片上系统加FPGA处理模块的架构，所述高性能无线基站片上系统与FPGA处理模块之间通信连接，所述高性能无线基站片上系统用于处理基带数据，实现基带数据从基带到射频发送信号的处理，所述FPGA处理模块用于对射频发送信号的发送处理，以及对射频接收信号的前端处理；功放模块电连接于所述基带板，用于对基带板输出的射频发送信号进行PA放大，并向天线模块发送，以及对从接收天线模块接收的射频接收信号进行LNA放大，并向FPGA处理模块发送；天线模块电连接于所述功放模块，用于实现射频发送信号的发送，以及射频接收信号的接收。进一步的，所述基带板还设置有电源管理模块，所述电源管理模块电连接于所述高性能无线基站片上系统，用于向所述高性能无线基站片上系统提供时序信号，并对所述基带板进行电源监控管理。进一步的，所述电源管理模块包括电源处理MCU、电源芯片和时钟模块，所述电源芯片和时钟模块电连接于所述电源处理MCU，所述电源处理MCU电连接于所述高性能无线基站片上系统，所述电源芯片用于对所述基带板进行电源监控分析，并将电源分析结果发送至电源处理MCU，所述电源处理MCU根据电源分析结果对基带板进行电源监控管理，所述时钟模块用于向电源处理MCU提供时钟信号，所述电源处理MCU根据时钟信号生成时序信号。进一步的，所述时钟模块包括电连接于电源处理MCU的时钟芯片以及电连接于时钟芯片的晶振，所述时钟芯片根据晶振输出的震荡信号向电源处理MCU提供时钟信号。进一步的，所述时钟芯片的型号为LMK04821。进一步的，所述高性能无线基站片上系统和所述电源处理MCU的URAT接口共同电连接有UART转USB模块，UART转USB模块为调试设备提供与高性能无线基站片上系统和电源处理MCU通信的USB通信接口。进一步的，所述基带板还设置有射频收发芯片，所述射频收发芯片电连接于FPGA处理模块和天线模块之间，所述射频收发芯片用于将FPGA处理模块发出的射频发送信号发送至天线模块中，并将天线模块接收的射频接收信号发送至FPGA处理模块。进一步的，所述射频收发芯片采用型号为AD9363的宽带RF收发器。进一步的，所述FPGA处理模块采用型号为K7-160的高速采集卡。进一步的，所述功放模块和天线之间还设置有用于对射频信号进行滤波的滤波模块。本申请实施例通过高性能无线基站片上系统对基带数据进行处理，实现基带数据从基带到射频发射的处理，并交由FPGA处理模块完成射频发送信号的发送处理，经功放模块放大后从天线模块发出，同时，FPGA处理模块对从天线模块接收的射频接收信号进行前端处理，再将处理后的射频接收信号发送至高性能无线基站片上系统进行处理，实现基带数据在窄带物联网中的高并发、远覆盖以及多容量发送与接入，保证数据传输效果。附图说明图1是本申请实施例提供的窄带物联网的高性能网关的结构框图；图2是本申请实施例提供的基带板的电路结构示意图；图3是本申请实施例提供的功放模块的电路结构示意图。附图标记：1、基带板；2、功放模块；3、电源模块；4、天线模块；5、滤波模块。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本申请具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部内容。在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。一种窄带物联网的高性能网关，图1给出了本申请实施例提供的窄带物联网的高性能网关的结构框图。如图1所示，该窄带物联网的高性能网关包括基带板1、功放模块2、电源模块3和天线模块4。其中，电源模块3电连接于基带板1和功放模块2，用于为网关的用电模块(基带板1和功放模块2)提供电源。进一步的，电源模块3可通过电源适配器接入电源(如将220V市电转换为24V直流电源)，并根据网关内各用电模块的供电电压需求，设置对应的电压转换芯片(如24V转12V芯片、12V转5V芯片、5V转3.3V芯片等)以及稳压电路。进一步的，基带板1通信连接于功放模块2，基带版本用于提供通信用协处理器、网络协处理器以及外设接口，接收并处理基带数据，实现基带数据从基带到射频发送信号的处理，并将射频发送信号发送至功放模块2。同时，基带板1接收来自功放模块2输出的射频发送信号。功放模块2电连接于基带板1和天线模块4之间，用于对基带板1输出的射频发送信号进行PA(PowerAmplifier，功率放大)放大，并向天线模块4发送，以及对从接收天线模块4接收的射频接收信号进行LNA(LowNoiseAmplifier，低噪声放大)放大，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种窄带物联网的高性能网关，其特征在于，包括基带板(1)、功放模块(2)、电源模块(3)和天线模块(4)，电源模块(3)用于为高性能网关提供电源，其中：/n基带板(1)采用高性能无线基站片上系统加FPGA处理模块的架构，所述高性能无线基站片上系统与FPGA处理模块之间通信连接，所述高性能无线基站片上系统用于处理基带数据，实现基带数据从基带到射频发送信号的处理，所述FPGA处理模块用于对射频发送信号的发送处理，以及对射频接收信号的前端处理；/n功放模块(2)电连接于所述基带板(1)，用于对基带板(1)输出的射频发送信号进行PA放大，并向天线模块(4)发送，以及对从接收天线模块(4)接收的射频接收信号进行LNA放大，并向FPGA处理模块发送；/n天线模块(4)电连接于所述功放模块(2)，用于实现射频发送信号的发送，以及射频接收信号的接收。/n

【技术特征摘要】
1.一种窄带物联网的高性能网关，其特征在于，包括基带板(1)、功放模块(2)、电源模块(3)和天线模块(4)，电源模块(3)用于为高性能网关提供电源，其中：
基带板(1)采用高性能无线基站片上系统加FPGA处理模块的架构，所述高性能无线基站片上系统与FPGA处理模块之间通信连接，所述高性能无线基站片上系统用于处理基带数据，实现基带数据从基带到射频发送信号的处理，所述FPGA处理模块用于对射频发送信号的发送处理，以及对射频接收信号的前端处理；
功放模块(2)电连接于所述基带板(1)，用于对基带板(1)输出的射频发送信号进行PA放大，并向天线模块(4)发送，以及对从接收天线模块(4)接收的射频接收信号进行LNA放大，并向FPGA处理模块发送；
天线模块(4)电连接于所述功放模块(2)，用于实现射频发送信号的发送，以及射频接收信号的接收。


2.根据权利要求1所述的窄带物联网的高性能网关，其特征在于，所述基带板(1)还设置有电源管理模块，所述电源管理模块电连接于所述高性能无线基站片上系统，用于向所述高性能无线基站片上系统提供时序信号，并对所述基带板(1)进行电源监控管理。


3.根据权利要求2所述的窄带物联网的高性能网关，其特征在于，所述电源管理模块包括电源处理MCU、电源芯片和时钟模块，所述电源芯片和时钟模块电连接于所述电源处理MCU，所述电源处理MCU电连接于所述高性能无线基站片上系统，所述电源芯片用于对所述基带板(1)进行电源监控分析，并将电源分析结果发送至电源处理MCU，所述电源处理MCU根据电源分析结果对基带板(1)进行电源监控管理，所述时钟模块用于向电源处理MCU提...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐瑞波，王鑫，刘丹丹，刘军林，郑凛，王琳，
申请(专利权)人：广州技象科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44