一种用于提升Wi-SUN网络通信链路性能的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于提升Wi

【技术实现步骤摘要】
一种用于提升Wi
‑
SUN网络通信链路性能的系统及方法


[0001]本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种用于提升Wi
‑
SUN网络通信链路性能的系统及方法。

技术介绍

[0002]Wi
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SUN通信技术是一种标准无线通信网络，其灵活的组网技术、企业级安全机制、互联互通的网络标准让其活跃在物联网应用领域。硬件系统做为整个射频通信系统的基础，通信链路性能将直接决定无线数据收发成功率、通信距离、系统稳定性等。通信系统链路性能大部分情况下可以由链路预算参数来表达，无线自由波的链路预算公式如下:
[0003]LinkBudget(dB)＝Pt(dBm)
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Sens(dBm)
[0004]其中，LinkBudget即链路预算、Pt即发射机的最大发射功率、Sens即接收机的最佳接收灵敏度。由上式可知，提升链路预算由两种方法：1，增加发射机发射功率；2，优化接收机接收灵敏度。
[0005]增加发射功率的常用方法基本都是在发射机输出端和天线之间增加射频功率放大器PA，根据需要提升的功率增益，可以选择单级或多级功率放大。由于各个国家地区对于无线电设备的发射功率限定标准不一样，所以发射机的发射功率必须按照当地法规规定，不能设置的过大。这个时候，就需要从提升接收机灵敏度的角度出发，提升系统噪声系数以达到优化接收灵敏度的目的，常用的方法是在天线和接收机输入端增加低噪声放大器LNA。
[0006]以上现有Wi
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SUN通信网络中的方案着实可以实现提升通信链路预算的目标，但忽略了一种情况：当发射机与接收机的天线距离很近，且发射功率足够大，例如30dBm，这样通过天线的辐射耦合，进入接收机天线的信号功率可能会达到25dBm以上。这么大的信号进入射频前端的LNA极容易将其损坏，即使选择的LNA最大输入功率可以抵抗的住大信号冲击，但目前世面上大多数Wi
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SUN集成芯片IC接收端的最大输入信号功率都不会太大，终将难逃一劫。当LNA或者Wi
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SUN IC由于大信号损坏后将直接导致射频通信系统瘫痪，无法继续实现无线通信的功能。
[0007]中国专利文献CN109842868A公开了一种“帧聚合、网络设置帧发送方法及设备”。其中，第一转发节点设备接收第一数据帧和第二数据帧，第一数据帧包括第一MAC头和第一MSDU，第二数据帧包括第二MAC头和第二MSDU，第一MAC头与第二MAC头中的目的MAC地址相同；生成第一聚合帧，第一聚合帧包括聚合MAC头和聚合MSDU，聚合MAC头中的目的MAC地址与上述目的MAC地址相同，聚合MSDU包括第一子MSDU和第二子MSDU，第一子MSDU包括第一MSDU和第一数据帧的源MAC地址，第二子MSDU包括第二MSDU和第二数据帧的源MAC地址；第二转发节点设备发送第一聚合帧。上述技术方案面对更大范围时需要更大的信号接收处理能力，在提升Wi
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SUN通信网络链路性能的同时，无法在极端情况下保护LNA或者Wi
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SUN IC免受大信号损坏。

技术实现思路

[0008]本专利技术主要解决原有的技术方案在提升Wi
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SUN通信网络链路性能的同时，无法在极端情况下保护LNA或者Wi
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SUN IC免受大信号损坏的技术问题，提供一种用于提升Wi
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SUN网络通信链路性能的系统及方法，通过射频功率放大器PA增大发射功率、LNA提升接收灵敏度。同时，PA和LNA电路均设计了Bypass回路，在有需要的情况下从Gain mode切换至Bypass mode，且在低噪声放大器LNA前后分别设计射频限幅器电路用以保护低噪声放大器LNA及Wi
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SUN集成芯片IC，实现在提升Wi
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SUN通信网络链路性能的同时，在极端情况下保护LNA或者Wi
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SUN IC免受大信号损坏。
[0009]本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
[0010]一种用于提升Wi
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SUN网络通信链路性能的系统，包括发射机，所述发射机依次经过第一阻抗匹配模块、PA、第二阻抗匹配模块与射频开关相连，所述射频开关依次经过LNA、第三阻抗匹配模块和接收机相连，所述第一阻抗匹配模块与PA相连的同时经过Bypass回路与射频开关相连。PA和LNA电路均设计了Bypass回路，在有需要的情况下从Gain mode切换至Bypass mode。
[0011]作为优选，所述的LNA前后两端分别设有射频限幅器。在LNA前后分别设计射频限幅器电路用以保护LNA及Wi
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SUN IC。
[0012]作为优选，所述的射频限幅器包括串联在输入端和输出端之间的第一隔直电容、第二隔直电容，所述第一隔直电容(8.2)与第二隔直电容串联的同时经过PIN二极管接地，还包括与PIN二极管并联的电感。隔直电容主要是防止外部直流信号进入射频限幅器引起误动作，与PIN二极管并联的电感提供直流偏置回路，PIN二极管实现射频射频限幅发作用。
[0013]作为优选，所述的LNA包括Bypass mode和Gain mode两种模式。为了减少体积，这里选用自带Bypass mode和Gain mode两种模式的LNA。
[0014]一种用于提升Wi
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SUN网络通信链路性能的系统的工作方法，包括以下步骤:
[0015]a.LNA以默认模式Gain mode开始工作；
[0016]b.设定信号电平阈值并进行监测；
[0017]c.达到信号电平阈值时，LNA切换为工作模式Bypass mode；
[0018]d.当接收的信号低于信号电平阈值时，LNA自动切回到默认模式Gain mode。
[0019]作为优选，所述的步骤c通过微控制器的I/O控制来实现工作模式切换。
[0020]作为优选，所述的步骤c LNA工作模式为Bypass mode时，定时短时间切回默认模式Gain mode。切回默认模式Gain mode用于实时监测信号电平强度。
[0021]本专利技术的有益效果是：
[0022]1.通过提升发射功率和接收灵敏度，有效的提高了通信系统的链路预算，这样一来就加大了Wi
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SUN网络的单级通信距离，在原有的Wi
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SUN组网中只需要更少的级数便能完成相同数量的节点入网，大大提高了网络稳定性。
[0023]2.考虑到Wi
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SUN网络在实际应用布置时存在终端设备的天线距离很近，即天线之间的隔离度很小的情况，利用该方案可以有效的解决强信号对接收链路上敏感器件的冲击，起到增强系统可靠性的作用。
[0024]3.在提升Wi
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SUN通信网络链路性能的同时，在极端情况下保护LNA或者W本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于提升Wi
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SUN网络通信链路性能的系统，其特征在于，包括发射机(1)，所述发射机(1)依次经过第一阻抗匹配模块(2.1)、PA(3)、第二阻抗匹配模块(2.2)与射频开关(5)相连，所述射频开关(5)依次经过LNA(7)、第三阻抗匹配模块(2.3)和接收机(9)相连，所述第一阻抗匹配模块(2.1)与PA(3)相连的同时经过Bypass回路(4)与射频开关(5)相连。2.根据权利要求1所述的一种用于提升Wi
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SUN网络通信链路性能的系统，其特征在于，所述LNA(7)前后两端分别设有射频限幅器(8)。3.根据权利要求2所述的一种用于提升Wi
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SUN网络通信链路性能的系统，其特征在于，所述射频限幅器(8)包括串联在输入端(8.1)和输出端(8.3)之间的第一隔直电容(8.2)、第二隔直电容(8.3)，所述第一隔直电容(8.2)与第二隔直电容(8.3)串联的同时经过PIN二极管(8.5)接地，还包括与PIN二极管(8.5)并联的电感(8.6)。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖先仪，刘建，孙香涛，游雪城，何佳，林封焰，张影，
申请(专利权)人：利尔达科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：