一种毫米波通信系统技术方案

本实用新型专利技术涉及通信技术领域，尤其涉及一种毫米波通信系统，包括WIFI基带板、毫米波变频模块、本振模块和毫米波MIMO天线，WIFI基带板分别与毫米波变频模块和本振模块相连，毫米波变频模块和毫米波MIMO天线相连。本实用新型专利技术实现毫米波通信，具有干扰小，传输速度高，延时低，尺寸小等特点，可以显着提高链路性能，并最大化无线通信的信道容量，且可以在短时间内开发出产品并应用。

【技术实现步骤摘要】
一种毫米波通信系统
本技术涉及通信
，尤其涉及一种毫米波通信系统。
技术介绍
随着智8K视频、VR、网络游戏、智能家居互联等业务的发展，无线数据传输速率的需求越来越大，正从数百Mbps向数千Mbps发展。2020年IEEE发布802.11ax标准，工作在2.4GHz和5GHz免授权频段，同时引入MU-MIMO、160MHz带宽、1024QAM高阶编码等技术，实现了最高9.6Gbps的传输速率。2019年IEEE成立了802.11be标准工作组，将理论的最高速率由802.11ax的9.6Gbps提高到802.11be的30Gbps。然而，在2.4GHz、5GHz等免授权频段干扰相当严重，在现实环境中应用受限，特别是160MHz带宽技术，由于干扰的存在，工作带宽将退化为80MHz、40MHz甚至是20MHz，数据传输速率急速下降，时延增加，性能极其不稳定。在6GHz以下的授权频段中，可利用的带宽资源也已经十分稀缺，尤其是很难得到较大的连续带宽，给移动通信的发展带来了瓶颈。而形成鲜明对比的是在毫米波频段仍然存在着大量的未被开发的有价值的频段，另外，毫米波频段也具备优异的抗干扰能力以及低时延性能，所以毫米波频段的利用成为了第五代移动通信(5G)系统演进和发展的大势所趋。其中，28GHz、39GHz、45GHz和60GHz等频段为潜在的5G毫米波应用频段。Q波段是指30～50GHz范围内的频段，相比于其它的毫米波频段，该频段具有较低的大气衰减，能够实现在室外场景的部署，而且此频段有大约9.5GHz的频谱可利用，受到业界更多关注。
技术实现思路
本技术提供了一种毫米波通信系统，可以发挥毫米波频段干扰小，传输速度高，延时低，尺寸小等优点。为了实现本技术的目的，所采用的技术方案是：一种毫米波通信系统，包括WIFI基带板、毫米波变频模块、本振模块和毫米波MIMO天线，WIFI基带板分别与毫米波变频模块和本振模块相连，毫米波变频模块和毫米波MIMO天线相连，本振模块提供本振信号给毫米波变频模块，毫米波变频模块将WIFI基带板提供的WIFI信号上变频至毫米波信号，毫米波变频模块通过毫米波MIMO天线发送毫米波信号；毫米波变频模块通过毫米波MIMO天线接收毫米波信号，毫米波变频模块将接收到的毫米波信号下变频至WIFI信号并输出给WIFI基带板。作为本技术的优化方案，毫米波变频模块包括上变频电路、下变频电路、中频收发切换开关和毫米波收发切换开关，中频收发切换开关的一端和WIFI基带板的中频接口相连，中频收发切换开关的另一端分别和上变频电路、下变频电路相连，毫米波收发切换开关的一端分别和上变频电路、下变频电路相连，毫米波收发切换开关的另一端和毫米波MIMO天线相连，WIFI基带板分别控制中频收发切换开关和毫米波收发切换开关的接收与发送状态的转换。作为本技术的优化方案，上变频电路包括依次连接的第一衰减电路、第一混频电路、第一毫米波滤波器电路和毫米波功率放大器，WIFI信号经第一衰减电路提升电路匹配性能后传输给第一混频电路，由第一混频电路将WIFI信号上变频至毫米波频段，第一毫米波滤波器电路将毫米波信号进行滤波后传输给毫米波功率放大器，毫米波功率放大器将信号放大后输出到毫米波收发切换开关。作为本技术的优化方案，WIFI基带板提供毫米波功率放大器的使能信号。作为本技术的优化方案，下变频电路包括依次连接的毫米波低噪声放大器、第二毫米波滤波器电路、第二混频电路、中频滤波电路和第二衰减电路，毫米波信号经毫米波低噪声放大器放大后传输给第二毫米波滤波器电路，第二毫米波滤波器电路对信号进行滤波后传输给第二混频电路，由第二混频电路将毫米波信号下变频至WIFI信号，WIFI信号经中频滤波电路滤除杂波并由第二衰减电路提升电路匹配性能输出至中频收发切换开关。作为本技术的优化方案，WIFI基带板提供毫米波低噪声放大器的使能信号。作为本技术的优化方案，毫米波变频模块还包括第一功分器，第一功分器和本振模块相连，第一功分器输出两路本振信号，一路连接上变频电路的本振接口，另一路连接下变频电路的本振接口。作为本技术的优化方案，本振模块包括微控制单元、恒温晶体振荡器、锁相环、带通滤波器、功率放大器、低通滤波器和第二功分器，微控制单元控制锁相环输出本振频率，恒温晶体振荡器用于提供恒温的参考频率给锁相环，锁相环输出的本振频率经带通滤波器滤除杂波信号后提供给功率放大器，功率放大器放大的本振信号经过低通滤波器滤除杂波信号，第二功分器将低通滤波器处理后的本振信号分为多路信号并连接到多个毫米波变频模块。作为本技术的优化方案，WIFI基带板提供本振模块的输出本振频率的控制信号。作为本技术的优化方案，毫米波MIMO天线为窄波束的定向毫米波MIMO天线或宽波束的全向毫米波MIMO天线。本技术具有积极的效果：1)本技术利用现有成熟的WIFI产品，和毫米波变频模块、本振模块实现毫米波通信，结合窄波束的定向毫米波MIMO天线实现点对点通信应用，或者结合宽波束的全向毫米波MIMO天线实现宽带无线接入应用，可以发挥毫米波频段干扰小，传输速度高，延时低，尺寸小等特点，显着提高链路性能，并最大化无线通信的信道容量，且可以在短时间内开发出产品并应用；2)信道多、传输速度高、延时低以及抗干扰能力强等特点；3)应用广，可以应用于轨道交通、固定无线接入等点对点通信领域，也可以应用于无线AR/VR、视频传输等宽带无线接入领域。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。图1是本技术的系统框图；图2是WIFI基带板的原理框图；图3是毫米波变频模块的原理框图；图4是本振模块的原理框图；图5是毫米波MIMO天线的示意图；图6为本技术的应用场景示意图。其中：1、WIFI基带板，2、毫米波变频模块，3、本振模块，4、毫米波MIMO天线。具体实施方式如图1所示，本技术公开了一种毫米波通信系统，包括WIFI基带板1、毫米波变频模块2、本振模块3和毫米波MIMO天线4，WIFI基带板1分别与毫米波变频模块2和本振模块3相连，毫米波变频模块2和毫米波MIMO天线4相连，本振模块3提供本振信号给毫米波变频模块2，毫米波变频模块2将WIFI基带板1提供的WIFI信号上变频至毫米波信号，毫米波变频模块2通过毫米波MIMO天线4发送毫米波信号；毫米波变频模块2通过毫米波MIMO天线4接收毫米波信号，毫米波变频模块2将接收到的毫米波信号下变频至WIFI信号并输出给WIFI基带板1。其中，WIFI基带板1可以提供WIFI信号的编码、解码、数据解析等，WIFI基带板1包括处理WIFI信号的SOC/MAC/BB/RF单元、射频功率放大器单元、低噪声放大器单元、开关单元和时钟单元。WIFI基带板1具备WIFI中频接口、总线接口、GPIO控制接口以及网络接口，WI本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种毫米波通信系统，其特征在于：包括WIFI基带板(1)、毫米波变频模块(2)、本振模块(3)和毫米波MIMO天线(4)，所述的WIFI基带板(1)分别与毫米波变频模块(2)和本振模块(3)相连，所述的毫米波变频模块(2)和毫米波MIMO天线(4)相连，所述的本振模块(3)提供本振信号给毫米波变频模块(2)，所述的毫米波变频模块(2)将WIFI基带板(1)提供的WIFI信号上变频至毫米波信号，所述的毫米波变频模块(2)通过毫米波MIMO天线(4)发送毫米波信号；所述的毫米波变频模块(2)通过毫米波MIMO天线(4)接收毫米波信号，所述的毫米波变频模块(2)将接收到的毫米波信号下变频至WIFI信号并输出给WIFI基带板(1)。/n

【技术特征摘要】
1.一种毫米波通信系统，其特征在于：包括WIFI基带板(1)、毫米波变频模块(2)、本振模块(3)和毫米波MIMO天线(4)，所述的WIFI基带板(1)分别与毫米波变频模块(2)和本振模块(3)相连，所述的毫米波变频模块(2)和毫米波MIMO天线(4)相连，所述的本振模块(3)提供本振信号给毫米波变频模块(2)，所述的毫米波变频模块(2)将WIFI基带板(1)提供的WIFI信号上变频至毫米波信号，所述的毫米波变频模块(2)通过毫米波MIMO天线(4)发送毫米波信号；所述的毫米波变频模块(2)通过毫米波MIMO天线(4)接收毫米波信号，所述的毫米波变频模块(2)将接收到的毫米波信号下变频至WIFI信号并输出给WIFI基带板(1)。


2.根据权利要求1所述的一种毫米波通信系统，其特征在于：所述的毫米波变频模块(2)包括上变频电路、下变频电路、中频收发切换开关和毫米波收发切换开关，中频收发切换开关的一端和WIFI基带板(1)的中频接口相连，中频收发切换开关的另一端分别和上变频电路、下变频电路相连，毫米波收发切换开关的一端分别和上变频电路、下变频电路相连，毫米波收发切换开关的另一端和毫米波MIMO天线(4)相连，所述的WIFI基带板(1)分别控制中频收发切换开关和毫米波收发切换开关的接收与发送状态的转换。


3.根据权利要求2所述的一种毫米波通信系统，其特征在于：所述的上变频电路包括依次连接的第一衰减电路、第一混频电路、第一毫米波滤波器电路和毫米波功率放大器，WIFI信号经第一衰减电路提升电路匹配性能后传输给第一混频电路，由第一混频电路将WIFI信号上变频至毫米波频段，第一毫米波滤波器电路将毫米波信号进行滤波后传输给毫米波功率放大器，所述的毫米波功率放大器将信号放大后输出到毫米波收发切换开关。


4.根据权利要求3所述的一种毫米波通信系统，其特征在于：所述的WIFI基带板(1)提供毫米波功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦玉峰，陈平，李国兴，孙勇，单丽娜，
申请(专利权)人：南京濠暻通讯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32