專利名稱：基于td-lte與傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸系統(tǒng)及傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于TD-LTE與傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸系統(tǒng)及傳輸方法，具體涉及的是TD-LTE傳輸設(shè)備的應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層模塊化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及功能實(shí)現(xiàn)，完成TD-LTE收發(fā)模塊的控制。
背景技術(shù)：
目前，多地建成的兼容TD-SCDMA的TD-LTE4G試驗(yàn)網(wǎng)已經(jīng)初具規(guī)模。然而目前傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸系統(tǒng)主要是基于ZIgBee、藍(lán)牙或者GPRS無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸系統(tǒng)，無論是從傳輸距離、傳輸可靠性還是可利用頻譜資源上都非常有限，限制了其在實(shí)際應(yīng)用中的使用范圍.而目前在用的二代或三代無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度均不能與快速發(fā)展的無線通信傳輸速度的需求相適應(yīng)。所以目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中無線通信存在以上不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的提供一種基于TD-LTE與傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸系統(tǒng)及傳輸方法，包括帶有內(nèi)核的嵌入式處理器芯片，該嵌入式處理器芯片同外部的同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SDRAM、Nand-Flash閃存以及時(shí)鐘電路相連接而形成最小系統(tǒng)，所述的最小系統(tǒng)同USB接口電路、狀態(tài)接口電路、帶有天線的TD-LTE的無線收發(fā)模塊、系統(tǒng)電源管理器相連接。這樣的結(jié)構(gòu)結(jié)合其傳輸方法避免了無論是從傳輸距離、傳輸可靠性還是可利用頻譜資源上都非常有限而限制了其在 實(shí)際應(yīng)用中的使用范圍的缺陷。實(shí)現(xiàn)了快速大數(shù)據(jù)量的遠(yuǎn)距離無線通 目。
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種基于TD-LTE與傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸系統(tǒng)及傳輸方法的解決方案，具體如下:
一種基于TD-LTE與傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸系統(tǒng),包括帶有內(nèi)核的嵌入式處理器芯片9，該嵌入式處理器芯片9同外部的同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SDRAM3、Nand-Flash閃存4以及時(shí)鐘電路8相連接而形成最小系統(tǒng)5，所述的最小系統(tǒng)5同USB接口電路2、狀態(tài)接口電路1、帶有天線的TD-LTE的無線收發(fā)模塊7、系統(tǒng)電源管理器6相連接。所述的嵌入式處理器芯片9為基于ARM9處理器的S3C2440芯片，S3C2440芯片的內(nèi)核為帶有內(nèi)存管理單元MMU的ARM920T內(nèi)核，S3C2440芯片上集成有分別與同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SDRAM3和Nand-Flash閃存4相連接的同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SDRAM3的控制器接口和Nand-Flash閃存4的控制器接口，在該S3C2440芯片內(nèi)有通過燒制方式進(jìn)入并能運(yùn)行的Bootloader、Linux內(nèi)核、文件系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)程序和編制的程序，S3C2440芯片上還設(shè)置有USB控制器；所述的系統(tǒng)電源管理器6包括5V數(shù)字電源，5V數(shù)字電源的供電輸出端口同LM1117-CT1.3型電源芯片的電源輸入端和LM1117-CT3.3型電源芯片的電源輸入端相連接，而S3C2440芯片通過內(nèi)核用1.2V電源引腳和GPIO用3.3V電源引腳分別同LM1117-CT1.3型電源芯片的1.2V電源輸出端和LM1117-CT3.3型電源芯片的3.3V電源輸出端相連接，另外S3C2440芯片還通過復(fù)位管腳同S3C2440芯片上的復(fù)位電路相連接，所述的編制的程序能夠通過設(shè)置內(nèi)核、GPIO或者最小系統(tǒng)復(fù)位各自對(duì)應(yīng)的寄存器的值能完成普通、慢速、空閑或者掉電模式的電源管理，S3C2440芯片通過帶外部中斷功能的GPIO同狀態(tài)接口電路I相連接，這樣就能通過狀態(tài)接口電路I將前端數(shù)據(jù)采集設(shè)備的狀態(tài)、請(qǐng)求及命令傳給S3C2440芯片中的中斷控制器，完成針對(duì)前端數(shù)據(jù)采集設(shè)備開啟傳輸、等待傳輸、重新傳輸或關(guān)閉傳輸功能的控制操作，所述的USB接口電路2包括host主接口和device從接口，該host主接口和device從接口同S3C2440芯片上的USB控制器相適配，使用host主接口實(shí)現(xiàn)對(duì)帶有天線的TD-LTE的無線收發(fā)模塊7的數(shù)據(jù)傳輸，使用device從接口實(shí)現(xiàn)對(duì)前端數(shù)據(jù)采集設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸，所述的帶有天線的TD-LTE的無線收發(fā)模塊7包括TD-LTE無線射頻模塊NM400，TD-LTE無線射頻模塊NM400用于實(shí)現(xiàn)TD-LTE的無線收發(fā)模塊7與TD-LTE網(wǎng)絡(luò)空中接口的連接以及基帶頻帶的處理工作，所述的最小系統(tǒng)5通過Mini PC1-E接口同帶有天線的TD-LTE的無線收發(fā)模塊7相連接，TD-LTE的無線收發(fā)模塊7通過射頻RF天線接口和差分RX天線接口與所述的天線連接。所述的同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SDRAM3和Nand-Flash閃存4分別為256M(16Mxl6bit) Hynix SDRAM 和 2Gb NAND FLASH HY27UF(08/16)2G2B。所述的基于TD-LTE與傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸系統(tǒng)的傳輸方法為當(dāng)系統(tǒng)電源管理器6給基于TD-LTE與傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸系統(tǒng)上電后,基于S3C2440芯片的最小系統(tǒng)5通電完成Linux系統(tǒng)初始化和各項(xiàng)驅(qū)動(dòng)加載操作，而前端數(shù)據(jù)采集設(shè)備通過狀態(tài)接口電路I完成將傳輸請(qǐng)求傳給S3C2440芯片中的中斷控制器后，通過USB接口電路2的device從接口按USB2.0協(xié)議把采集好的頻譜數(shù)據(jù)和附屬信息傳輸至最小系統(tǒng)5中以待處理，而S3C2440芯片通過GPIO和USB接口電路2的Host主接口電路對(duì)包括TD-LTE無線射頻模塊NM400的無線收發(fā)模塊7的初始化、驅(qū)動(dòng)和數(shù)據(jù)傳輸，當(dāng)完成TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的注冊(cè)和建立對(duì)應(yīng)的TCP或UDP連接后，TD-LTE無線射頻模塊NM400就通過TD-LTE網(wǎng)絡(luò)空中接口將需要傳輸?shù)拇幚頂?shù)據(jù)打包發(fā)送至TD-LTE網(wǎng)絡(luò)，并最終送達(dá)擁有固定IP地址的服務(wù)器或者終端。應(yīng)用本發(fā)明上述方案主要依托TD-LTE系統(tǒng)作為無線傳輸通道，利用移動(dòng)TD-LTE公網(wǎng)，可隨時(shí)將監(jiān)測(cè)信息傳至網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)或任務(wù)管理中心。從而克服了現(xiàn)有的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)無線傳輸技術(shù)的技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了快速大數(shù)據(jù)量的遠(yuǎn)距離無線通信。


圖1為本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明的實(shí)施例的原理結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明內(nèi)容作進(jìn)一步說明:
TD-LTE是一種擁有自己獨(dú)創(chuàng)技術(shù)的國(guó)際3G標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA的后續(xù)演進(jìn)，是一種專門為移動(dòng)高寬帶應(yīng)用而設(shè)計(jì)的無線通信標(biāo)準(zhǔn)。其主要特點(diǎn)有:1.包含大量獨(dú)創(chuàng)技術(shù)，同時(shí)得到了廣泛國(guó)際支持，成為了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)；2.上網(wǎng)速度快，能夠達(dá)到TD-SCDMA技術(shù)的幾十倍，使無處不在的高速上網(wǎng)成為可能；3.產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度快，與其他國(guó)際移動(dòng)寬帶技術(shù)基本實(shí)現(xiàn)了同步發(fā)展，代表著當(dāng)今世界移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)的最先進(jìn)水平。目前市場(chǎng)上正在加緊建設(shè)該擁有自己獨(dú)創(chuàng)技術(shù)的的TD-LTE4G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)；并且多地建成的兼容TD-SCDMA的TD-LTE4G試驗(yàn)網(wǎng)已經(jīng)初具規(guī)模。接下來將TD-LTE4網(wǎng)絡(luò)技術(shù)同無線傳感器網(wǎng)絡(luò)目前使用的無線通信技術(shù)進(jìn)行一下比較，如表I所示:
權(quán)利要求
1.一種基于TD-LTE與傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸系統(tǒng),其特征在于包括帶有內(nèi)核的嵌入式處理器芯片(9)，該嵌入式處理器芯片(9)同外部的同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SDRAM (3)、Nand-Flash閃存(4)以及時(shí)鐘電路(8)相連接而形成最小系統(tǒng)(5)，所述的最小系統(tǒng)(5)同USB接口電路(2)、狀態(tài)接口電路(I)、帶有天線的TD-LTE的無線收發(fā)模塊(7)、系統(tǒng)電源管理器(6)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于TD-LTE與傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述的嵌入式處理器芯片(9)為基于ARM9處理器的S3C2440芯片，S3C2440芯片的內(nèi)核為帶有內(nèi)存管理單元M MU的ARM920T內(nèi)核，S3C2440芯片上集成有分別與同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SDRAM3和Nand-Flash閃存(4)相連接的同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SDRAM3的控制器接口和Nand-Flash閃存(4)的控制器接口，在該S3C2440芯片內(nèi)有通過燒制方式進(jìn)入并能運(yùn)行的Bootloader、Linux內(nèi)核、文件系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)程序和編制的程序，S3C2440芯片上還設(shè)置有USB控制器；所述的系統(tǒng)電源管理器(6)包括5V數(shù)字電源，5V數(shù)字電源的供電輸出端口同LM1117-CT1.3型電源芯片的電源輸入端和LM1117-CT3.3型電源芯片的電源輸入端相連接，而S3C2440芯片通過內(nèi)核用1.2V電源引腳和GPIO用3.3V電源引腳分別同LM1117-CT1.3型電源芯片的1.2V電源輸出端和LM1117-CT3.3型電源芯片的3.3V電源輸出端相連接，另外S3C2440芯片還通過復(fù)位管腳同S3C2440芯片上的復(fù)位電路相連接，所述的編制的程序能夠通過設(shè)置內(nèi)核、GPIO或者最小系統(tǒng)復(fù)位各自對(duì)應(yīng)的寄存器的值能完成普通、慢速、空閑或者掉電模式的電源管理，S3C2440芯片通過帶外部中斷功能的GPIO同狀態(tài)接口電路I相連接，這樣就能通過狀態(tài)接口電路I將前端數(shù)據(jù)采集設(shè)備的狀態(tài)、請(qǐng)求及命令傳給S3C2440芯片中的中斷控制器，完成針對(duì)前端數(shù)據(jù)采集設(shè)備開啟傳輸、等待傳輸、重新傳輸或關(guān)閉傳輸功能的控制操作，所述的USB接口電路(2)包括host主接口和device從接口，該host主接口和device從接口同S3C2440芯片上的USB控制器相適配，使用host主接口實(shí)現(xiàn)對(duì)帶有天線的TD-LTE的無線收發(fā)模塊(7)的數(shù)據(jù)傳輸，使用device從接口實(shí)現(xiàn)對(duì)前端數(shù)據(jù)采集設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸，所述的帶有天線的TD-LTE的無線收發(fā)模塊(7)包括TD-LTE無線射頻模塊NM400，TD-LTE無線射頻模塊NM400用于實(shí)現(xiàn)TD-LTE的無線收發(fā)模塊(7)與TD-LTE網(wǎng)絡(luò)空中接口的連接以及基帶頻帶的處理工作，所述的最小系統(tǒng)(5)通過Mini PC1-E接口同帶有天線的TD-LTE的無線收發(fā)模塊(7)相連接，TD-LTE的無線收發(fā)模塊(7)通過射頻RF天線接口和差分RX天線接口與所述的天線連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SDRAM3和Nand-Flash閃存(4)分別為 256M (16Mxl6bit) Hynix SDRAM 和 2Gb NAND FLASH HY27UF (08/16) 2G2B。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于TD-LTE與傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸系統(tǒng)的傳輸方法,其特征為當(dāng)系統(tǒng)電源管理器(6)給基于TD-LTE與傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸系統(tǒng)上電后，基于S3C2440芯片的最小系統(tǒng)(5)通電完成Linux系統(tǒng)初始化和各項(xiàng)驅(qū)動(dòng)加載操作，而前端數(shù)據(jù)采集設(shè)備通過狀態(tài)接口電路(I)完成將傳輸請(qǐng)求傳給S3C2440芯片中的中斷控制器后，通過USB接口電路(2)的device從接口按USB2.0協(xié)議把采集好的頻譜數(shù)據(jù)和附屬信息傳輸至最小系統(tǒng)(5)中以待處理，而S3C2440芯片通過GPIO和USB接口電路(2)的Host主接口電路對(duì)包括TD-LTE無線射頻模塊NM400的無線收發(fā)模塊(7)的初始化、驅(qū)動(dòng)和數(shù)據(jù)傳輸，當(dāng)完成TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的注冊(cè)和建立對(duì)應(yīng)的TCP或UDP連接后，TD-LTE無線射頻模塊NM400就通過TD-LTE網(wǎng)絡(luò)空中接口將需要傳輸?shù)拇幚頂?shù)據(jù)打包發(fā)送至TD-LTE網(wǎng)絡(luò)，并最終送達(dá)擁有固定IP地址的 服務(wù)器或者終端。
全文摘要
一種基于TD-LTE與傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸系統(tǒng)及傳輸方法，包括帶有內(nèi)核的嵌入式處理器芯片，該嵌入式處理器芯片同外部的同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SDRAM、Nand-Flash閃存以及時(shí)鐘電路相連接而形成最小系統(tǒng)，所述的最小系統(tǒng)同USB接口電路、狀態(tài)接口電路、帶有天線的TD-LTE的無線收發(fā)模塊、系統(tǒng)電源管理器相連接。這樣的結(jié)構(gòu)結(jié)合其傳輸方法避免了無論是從傳輸距離、傳輸可靠性還是可利用頻譜資源上都非常有限而限制了其在實(shí)際應(yīng)用中的使用范圍的缺陷。實(shí)現(xiàn)了快速大數(shù)據(jù)量的遠(yuǎn)距離無線通信。
文檔編號(hào)H04W92/10GK103179615SQ201310106969
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月29日
發(fā)明者楊樹強(qiáng), 崔燕, 李青, 袁博文, 劉朝陽(yáng), 楊晶, 楊娜, 楊屹林 申請(qǐng)人:電信科學(xué)技術(shù)第四研究所