CN113438741A - 多频段宽带无线接入系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多频段宽带无线接入系统及方法，其中系统包括天线组、多频段宽带接入设备及接入装置；所述天线组、多频段宽带接入设备及接入装置依次通信连接。本发明所提供的多频段宽带无线接入系统及方法，由于使用的是多频段宽带接入设备，可根据当前频段资源占用情况灵活地调整其占用的频段，当授权频谱资源处于空闲状态时，其它设备则使用这些空闲的频谱资源，不仅仅占用一个频段，使这部分空闲频谱资源能得到充分的利用，提高了频谱资源的利用率，有利于移动自组网吞吐量以及多跳业务转发效率。

Description

多频段宽带无线接入系统及方法

技术领域

本发明涉及电子通信领域，尤其涉及一种多频段宽带无线接入系统及方法。

背景技术

随着无线通信技术的飞速发展，频谱资源变得越来越紧张。尤其是随着无线局域网(WLAN)技术、无线个人域网络(WPAN)技术的发展，越来越多的人通过这些技术以无线的方式接入互联网。由于WLAN、WPAN无线通信业务的迅猛发展，这些网络所工作的非授权频段已经渐趋饱和。现有技术中，在使用固定频谱分配模式时，有不少频段在时间和空间上长期处于空闲状态利用率低，不能在任何时刻、任何地点实现无缝通信；每一段频谱固定地分配使用，即使授权频谱资源处于空闲状态，其它设备也不能使用这些空闲的频谱资源，导致这部分空闲频谱资源不能得到充分的利用，限制了频谱资源的利用率，制约移动自组网吞吐量以及多跳业务转发效率。同时，随着全球移动通信业务的快速增长，无线网络运营商们正越来越多地涉足移动宽带接入和丰富多媒体业务，但市场现有设备的信道容量已经无法支持用户日益增长的业务需求，降低了无线网络频谱利用率以及网络覆盖范围，造成静态频谱分配策略造成频谱利用率低下。

发明内容

本发明的目的是提供一种多频段宽带无线接入系统及方法。

本发明所提供的多频段宽带无线接入系统，包括天线组、多频段宽带接入设备及接入装置；所述天线组、多频段宽带接入设备及接入装置依次通信连接。

本发明所提供的多频段宽带无线接入方法，包括如下步骤：

S1用于按照设定的周期对频段信号进行扫描的步骤；

S2用于将频段信号进行处理的步骤；

S3用于将处理后的信号进行分析的步骤，用于获取参数信息的步骤；

S4用于将上述分析后的信息进行比较的步骤；

S5用于通过比较后的信息进行频段切换的步骤。

本发明所提供的多频段宽带无线接入方法，包括无线动态频段选择分配步骤，具体包括：

S1用于对链路质量进行检测并生成检测结果的步骤；

S2用于检测当前频段是否有授权用户正在使用的步骤，如果检测结果为存在授权用户正在使用，则停止信号传送；

S3将当前的工作频率切换到干扰强度最小的频率上。

本发明所提供的多频段宽带无线接入方法，包括如下步骤：

采用第一频率实现第一设备节点和第二设备节点之间的信息传递；

采用第二频率实现第二设备节点和第三设备节点之间的信息传递；

所述第一频率与第二频率具有不同值。

本发明所提供的多频段宽带无线接入系统及方法，由于使用的是多频段宽带接入设备，可根据当前频段资源占用情况灵活地调整其占用的频段，当授权频谱资源处于空闲状态时，其它设备则使用这些空闲的频谱资源，不仅仅占用一个频段，使这部分空闲频谱资源能得到充分的利用，提高了频谱资源的利用率，有利于移动自组网吞吐量以及多跳业务转发效率。

附图说明

图1为本发明实施例一所提供的多频段宽带无线接入系统的结构示意图；

图2为本发明实施例二所述多频段宽带接入设备的结构示意图；

图3为本发明实施例二所述接口处理单元的示意图；

图4为本发明实施例三所述射频单元的电路结构示意图；

图5为本发明实施例四所述双向功率放大器的电路示意图；

图6为本发明实施例五所提供的多频段宽带无线接入方法的步骤示意图；

图7为本发明实施例六所述无线动态频段选择分配步骤示意图。

图中标记：

1-天线组；2-双向功率放大器包括电源；3-第一单刀双掷开关；4-第二单刀双掷开关；5-第一低噪声放大器；6-第二低噪声放大器；7-功率合成电路；8-第一功率放大器；9-第二功率放大器；10-衰减芯片；11-定向耦合器；12-收发切换控制电路。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1所示，本实施例所提供的多频段宽带无线接入系统，包括天线组、多频段宽带接入设备及接入装置；所述天线组、多频段宽带接入设备及接入装置依次通信连接。

本领域技术人员可以理解，现有技术中的多频段宽带无线接入系统，使用单一频段的宽带接入设备，在使用时，一方面众多设备均占用该频段，常常造成该频段的拥堵，影响通讯质量；另一方面，其他不少频段长期处于空闲状态，使得频段的利用率低。本实施例中所述的多频段宽带无线接入系统，由于使用的是多频段宽带接入设备，可根据当前频段资源占用情况灵活地调整其占用的频段，当授权频谱资源处于空闲状态时，其它设备则使用这些空闲的频谱资源，不仅仅占用一个频段，使这部分空闲频谱资源能得到充分的利用，提高了频谱资源的利用率，有利于移动自组网吞吐量以及多跳业务转发效率。

进一步，所述天线组为全向天线。

本领域技术人员可以理解，所述全向天线安装于该多频段宽带无线接入设备外，用于发射和接收该多频段宽带无线接入设备的信号，在水平方向图上表现为360°都均匀辐射，无方向性，将天线设为全向天线，可使本实施里所提供的多频段宽带无线接入系统，成本更低、覆盖范围更广，更加适用于近距离通信需求。

进一步，所述天线组为定向天线。

本领域技术人员可以理解，所述定向天线安装于该多频段宽带无线接入设备外，用于发射和接收该多频段宽带无线接入设备的信号，在水平方向图上表现为一定角度范围辐射，即具有方向性。将天线组设为定向天线，可使本实施里所提供的多频段宽带无线接入系统的频率利用率更高，更加适用于通信距离远覆盖范围小的通信需求。

进一步，所述接入装置包括业务接入模块。

进一步，所述接入装置包括节点管理服务器模块。

进一步，所述接入装置包括媒体网关模块和媒体接入模块；所述多频段宽带接入设备、媒体网关模块和媒体接入模块依次通信连接。

本领域技术人员可以理解，所述接入装置可选择地接入该多频段宽带无线接入设备，提高了无线网络频谱利用率以及网络覆盖范围。

实施例二

如图1所示，本实施例所提供的多频段宽带无线接入系统，包括天线组、多频段宽带接入设备及接入装置；所述天线组、多频段宽带接入设备及接入装置依次通信连接。

本领域技术人员可以理解，现有技术中的多频段宽带无线接入系统，使用单一频段的宽带接入设备，在使用时会有不少频段长期处于空闲状态，使得频段的利用率低。本实施例中所述的多频段宽带无线接入系统，由于使用的是多频段宽带接入设备，可根据当前频段资源占用情况灵活地调整其占用的频段，当授权频谱资源处于空闲状态时，其它设备则使用这些空闲的频谱资源，不仅仅占用一个频段，使这部分空闲频谱资源能得到充分的利用，提高了频谱资源的利用率，有利于移动自组网吞吐量以及多跳业务转发效率。

进一步，所述多频段宽带接入设备包括射频模块和基带模块；所述天线组、射频模块、基带模块以及接入装置依次电路连接。

本领域技术人员可以理解，所述射频模块用于对不同频段信号的处理，所述基带模块用于与射频模块的控制连接。本实施例所提供的多频段宽带无线接入系统能够实现通过通信网络配置网管系统，提供统一的界面友好的多频段配置网管系统、多权限管理的用户系统、完善的多频段频谱环境数据和平稳的频段切换功能。

如图2所示，所述基带模块包括第一射频连接端口和第二射频连接端口；所述天线组1包括第一天线和第二天线；所述射频模块包括第一射频单元、第二射频单元、第一频段变频处理单元、第二频段变频处理单元、第一双向功率放大器及第二双向功率放大器；所述第一射频连接端口、第一射频单元、第一频段变频处理单元、第一双向功率放大器及第一天线依次电路连接；所述第二射频连接端口、第二射频单元、第二频段变频处理单元、第二双向功率放大器及第二天线依次电路连接。

本领域技术人员可以理解，所述第一射频单元用于处理第一频段射频信号，包含对第一频段射频发送信号的放大处理(Power Amplifier，PA)及对第一频段射频接收信号的低噪声放大处理(Low Noise Amplifie，LNA)以及基带信号的交互等功能。所述第一频段变频处理单元用于完成对第一频段射频频率的数字上变频器、数字下变频器的频率处理等功能，系统支持第一频段时，可选择第一频段的频谱资源，并根据第一频段变频处理单元进行设计。所述第一双向功率放大器用于完成射频开关、功率检测、功率放大以及低噪声放大等功能。

所述第二射频单元用于处理第二频段射频信号，包含对第二频段射频发送信号的放大处理(Power Amplifier，PA)及对第二频段射频接收信号的低噪声放大处理(LowNoise Amplifie，LNA)以及基带信号的交互等功能。所述第二频段变频处理单元用于完成对第二频段射频频率的数字上变频器、数字下变频器的频率处理等功能，系统支持第二频段时，可选择第二频段的频谱资源，并根据第二频段变频处理单元进行设计。所述第二双向功率放大器用于完成射频开关、功率检测、功率放大以及低噪声放大等功能。

本领域技术人员可以理解，所述基带模块还可以包括第三射频连接端口、第四射频连接端口等多个射频连接端口；所述天线组1还包括第三天线、第四天线等多个天线；所述射频模块还可以包括第三射频单元、第四射频单元等多个射频单元；第三频段变频处理单元、第四频段变频处理单元等多个多频段变频处理单元以及第三双向功率放大器、第四双向功率放大器等多个双向功率放大器。所述多个射频连接端口、多个天线、多个射频单元、多个频段变频处理单元、多个双向功率放大器及多个双向功率放大器分别依次连接，从而形成多路射频电路单元，实现更多频段的切换使用。本领域技术人员可以理解，所述射频电路单元的数量过多，会造成系统负载过重，系统体积过大不利于便携性等缺陷，因而本实施例所提供的多频段宽带无线接入系统的射频电路单元不超过5路。

本领域技术人员可以理解，每一路射频电路单元将从控制单元得到的用户信息交由变频处理单元以及双向功率放大器处理，最后通过射频电缆连接至所述天线，发射至远端。当天线接收到的远端信号时，通过软件动态频率识别确定工作频段，经过双向功率放大器的低噪声放大处理，进入变频处理单元下变频至控制单元，经控制单元处理后，恢复出原始信号。

进一步，所述基带模块还包括控制单元、接口处理单元以及供电模块；所述接口处理单元和所述供电模块均与所述控制单元电路连接；所述接口处理单元分别通过第一射频连接端口、第二射频连接端口与所述第一射频单元、第二射频单元电路连接。本领域技术人员可以理解，所述接口处理单元还可以通过其他多个射频连接端口实现与多个射频单元的电路连接。本领域技术人员可以理解，所述控制单元用于完成对射频频段的选择、空间干扰算法的计算、最佳路由的选择以及其他功能的控制。所述接口处理单元完成对当前使用频率的状态的显示以及对上一次使用后状态的保存、设备工作状态的显示。所述供电模块用于完成对主板控制单元、射频单元、多频段变频处理单元以及双向功率放大器的供电功能。

进一步，所述控制单元包括CPU处理器、同步动态随机存储器(SDRAM)和NAND-flash存储器；所述同步动态随机存储器(SDRAM)、NAND-flash存储器均与所述CPU处理器电路连接。

进一步，所述控制单元还包括设备状态显示电路、I/O端口电路等外围电路，以实现显示设备及其他外部设备的扩展连接。

如图3所示，所述第一射频连接端口及第二射频连接端口采用Mini PCI端口或Mini PCI-E端口。

进一步，所述CPU处理器采用MPC8544处理器芯片。

本领域技术人员可以理解，所述MPC8544处理器芯片具有灵活的SOC平台，内置一个基于Power Architecture技术的e500v2内核和一个大容量256Kb L2缓存，配置两个带有SMGII接口的集成10/100/1000以太网控制器和3个PCI Express端口，能够提供各种高速连通性。

实施例三

如图1所示，本实施例所提供的多频段宽带无线接入系统，包括天线组、多频段宽带接入设备及接入装置；所述天线组、多频段宽带接入设备及接入装置依次通信连接。

本领域技术人员可以理解，现有技术中的多频段宽带无线接入系统，使用单一频段的宽带接入设备，在使用时会有不少频段长期处于空闲状态，使得频段的利用率低。本实施例中所述的多频段宽带无线接入系统，由于使用的是多频段宽带接入设备，可根据当前频段资源占用情况灵活地调整其占用的频段，当授权频谱资源处于空闲状态时，其它设备则使用这些空闲的频谱资源，不仅仅占用一个频段，使这部分空闲频谱资源能得到充分的利用，提高了频谱资源的利用率，有利于移动自组网吞吐量以及多跳业务转发效率。

进一步，所述多频段宽带接入设备包括射频模块和基带模块；所述天线组、射频模块、基带模块以及接入装置依次电路连接。

本领域技术人员可以理解，所述射频模块用于对不同频段信号的处理，所述基带模块用于与射频模块的控制连接。本实施例所提供的多频段宽带无线接入系统能够实现通过通信网络配置网管系统，提供统一的界面友好的多频段配置网管系统、多权限管理的用户系统、完善的多频段频谱环境数据和平稳的频段切换功能。

如图2所示，所述基带模块包括第一射频连接端口和第二射频连接端口；所述天线组1包括第一天线和第二天线；所述射频模块包括第一射频单元、第二射频单元、第一频段变频处理单元、第二频段变频处理单元、第一双向功率放大器及第二双向功率放大器；所述第一射频连接端口、第一射频单元、第一频段变频处理单元、第一双向功率放大器及第一天线依次电路连接；所述第二射频连接端口、第二射频单元、第二频段变频处理单元、第二双向功率放大器及第二天线依次电路连接。

本领域技术人员可以理解，所述第一射频单元用于处理第一频段射频信号，包含对第一频段射频发送信号的放大处理(Power Amplifier，PA)及对第一频段射频接收信号的低噪声放大处理(Low Noise Amplifie，LNA)以及基带信号的交互等功能。所述第一频段变频处理单元用于完成对第一频段射频频率的数字上变频器、数字下变频器的频率处理等功能，系统支持第一频段时，可选择第一频段的频谱资源，并根据第一频段变频处理单元进行设计。所述第一双向功率放大器用于完成射频开关、功率检测、功放以及低噪声放大等功能。

所述第二射频单元用于处理第二频段射频信号，包含对第二频段射频发送信号的放大处理(Power Amplifier，PA)及对第二频段射频接收信号的低噪声放大处理(LowNoise Amplifie，LNA)以及基带信号的交互等功能。所述第二频段变频处理单元用于完成对第二频段射频频率的数字上变频器、数字下变频器的频率处理等功能，系统支持第二频段时，可选择第二频段的频谱资源，并根据第二频段变频处理单元进行设计。所述第二双向功率放大器用于完成射频开关、功率检测、功放以及低噪声放大等功能。

本领域技术人员可以理解，所述基带模块还可以包括第三射频连接端口、第四射频连接端口等多个射频连接端口；所述天线组1还包括第三天线、第四天线等多个天线；所述射频模块还可以包括第三频段射频单元、第四频段射频单元等多个射频单元；第三频段变频处理单元、第四频段变频处理单元等多个多频段变频处理单元以及第三双向功率放大器、第四双向功率放大器等多个双向功率放大器。所述多个射频连接端口、多个天线、多个射频单元、多个变频处理单元、多个双向功率放大器及多个双向功率放大器分别依次连接，从而形成多路射频电路单元，实现更多频段的切换使用。本领域技术人员可以理解，所述射频电路单元的数量过多，会造成系统负载过重，系统体积过大不利于便携性等缺陷，因而本实施例所提供的多频段宽带无线接入系统的射频电路单元不超过5路。

本领域技术人员可以理解，每一路射频电路单元将从控制单元得到的用户信息交由变频处理单元以及双向功率放大器处理，最后通过射频电缆连接至所述天线，发射至远端。当天线接收到的远端信号时，通过软件动态频率识别确定工作频段，经过双向功率放大器的低噪声放大处理，进入变频处理单元下变频至控制单元，经控制单元处理后，恢复出原始信号。

如图4所示，射频单元包括设有发射端口、接收端口和控制信号发送端口的无线收发器、带通滤波器、功率放大器、低通滤波器、收发切换器以及低噪声放大器；所述收发切换器设有第一切换端口、第二切换端口和控制信号接收端口；所述无线收发器的发射端口、带通滤波器、功率放大器、低通滤波器及所述第一切换端口依次电路连接；所述第二切换端口、低噪声放大器及所述无线收发器的接收端口依次电路连接；所述无线收发器的控制信号发送端口和所述收发切换器的控制信号接收端口电路连接。

本领域技术人员可以理解，射频单元主要完成对无线信号的发送和接收，发送信号时，无线收发器本身会直接输出小功率的微弱的射频信号，送至功率放大器进行功率放大，然后通过收发切换器经由天线发射至空间或送入变频处理单元。接收信号时，天线会感应到空间中的电磁信号，通过切换器之后送至低噪声放大器进行放大，这样，放大后的信号就可以直接送给收发器进行处理及解调。

进一步，所述第一射频单元、第二射频单元分别采用340MHz、770MHz、2.4GHz或5.8GHz中的任意两种射频板卡。

本领域技术人员可以理解，本实施例所设置的多个射频单元还可以进一步采用其余两种及更多频段的多种射频板卡。

本领域技术人员可以理解，所述340MHz射频板卡采用Atheros芯片组；所述770MHz射频板卡采用AR5414芯片组；所述2.4GHz射频板卡采用AR9220芯片组；所述5.8GHz射频板卡采用AR9590芯片组。本领域技术人员可以理解，所述面向行业应用的多频段宽带无线接入系统的关键协议部分以操作系统的内核模块方式实现，本系统采用OpenWrt操作系统。OpenWrt是一个高度模块化、高度自动化的嵌入式Linux系统，拥有强大的网络组件和扩展性。根据所述射频板卡采用的不同的射频芯片组，Openwrt操作系统采用不同的驱动程序。驱动程序的架构使用mac80211+ath5k(ath9k，ath10k)模式，该模式下协议部分全部集合在mac80211中，具有高度灵活性，可以选取和实现自有的数据链路层协议，以更好的完成目标。

本领域技术人员可以理解，针对Atheros的无线模块有三类驱动分别是Ath5k、Ath9k和Ath10k。Ath5k是一个完全自由/开源软件无线驱动，该驱动基于无线芯片组AR5xxx版本的Linux内核。同时，该驱动支持802.11abg，只与芯片相关，与固件无关。其工作模式有：客户站模式、点对点(Ad-Hoc)模式、网格(Mesh)节点模式、接入点模式、5/10M带宽、Turbo模式。Ath9k是一个完全自由/开源软件无线驱动，该驱动基于IEEE 802.11n无线驱动PCI/PCI-express和基于AHB WLAN的芯片组。其工作模式有：客户站模式、无线访问接入点(WirelessAccessPoint，AP)模式、独立基本服务集(Independent Basic Service Set，IBSS)模式、监听模式、网格(Mesh)模式(支持高带宽)、无线分布式系统(WirelessDistribution System，WDS)模式、P2P GO/CLIENT。Ath10k是为美国高通创锐讯QCA988x家族的芯片而设计的新的mac80211无线驱动，该驱动支持IEEE 802.11ac。

本领域技术人员可以理解，面向行业应用的多频段宽带无线接入系统通信配置网管系统能够提供统一的界面友好的多频段配置网管系统、多权限管理的用户系统、完善的多频段频谱环境数据和平稳的频段切换功能。

其中，网管界面主要有：登陆界面，基本设置界面(IP和网关地址)，无线设置界面(频段选择：340MHz/700MHz/2.4GHz/5.8GHz，多频段无线参数修改：中心频率、频带宽度，网格(Mesh)标识、发射功率、传输速率等)，链路监测界面(已连接无线设备状态，以太网接口状态)，多点系统的信息采集、处理、和显示，用户管理，记录(LOG)和日志管理。

实施例四

如图1所示，本实施例所提供的多频段宽带无线接入系统，包括天线组、多频段宽带接入设备及接入装置；所述天线组、多频段宽带接入设备及接入装置依次通信连接。

本领域技术人员可以理解，现有技术中的多频段宽带无线接入系统，使用单一频段的宽带接入设备，在使用时会有不少频段长期处于空闲状态，使得频段的利用率低。本实施例中所述的多频段宽带无线接入系统，由于使用的是多频段宽带接入设备，可根据当前频段资源占用情况灵活地调整其占用的频段，当授权频谱资源处于空闲状态时，其它设备则使用这些空闲的频谱资源，不仅仅占用一个频段，使这部分空闲频谱资源能得到充分的利用，提高了频谱资源的利用率，有利于移动自组网吞吐量以及多跳业务转发效率。

进一步，所述多频段宽带接入设备包括射频模块和基带模块；所述天线组、射频模块、基带模块以及接入装置依次电路连接。

本领域技术人员可以理解，所述射频模块用于对不同频段信号的处理，所述基带模块用于与射频模块的控制连接。本实施例所提供的多频段宽带无线接入系统能够实现通过通信网络配置网管系统，提供统一的界面友好的多频段配置网管系统、多权限管理的用户系统、完善的多频段频谱环境数据和平稳的频段切换功能。

如图2所示，所述基带模块包括第一射频连接端口和第二射频连接端口；所述天线组1包括第一天线和第二天线；所述射频模块包括第一射频单元、第二射频单元、第一频段变频处理单元、第二频段变频处理单元、第一双向功率放大器及第二双向功率放大器；所述第一射频连接端口、第一射频单元、第一频段变频处理单元、第一双向功率放大器及第一天线依次电路连接；所述第二射频连接端口、第二射频单元、第二频段变频处理单元、第二双向功率放大器及第二天线依次电路连接。

本领域技术人员可以理解，所述第一射频单元用于处理第一频段射频信号，包含对第一频段射频发送信号的放大处理(Power Amplifier，PA)及对第一频段射频接收信号的低噪声放大处理(Low Noise Amplifie，LNA)以及基带信号的交互等功能。所述第一频段变频处理单元用于完成对第一频段射频频率的数字上变频器、数字下变频器的频率处理等功能，系统支持第一频段时，可选择第一频段的频谱资源，并根据第一频段变频处理单元进行设计。所述第一双向功率放大器用于完成射频开关、功率检测、功放以及低噪声放大等功能。

所述第二射频单元用于处理第二频段射频信号，包含对第二频段射频发送信号的放大处理(Power Amplifier，PA)及对第二频段射频接收信号的低噪声放大处理(LowNoise Amplifie，LNA)以及基带信号的交互等功能。所述第二频段变频处理单元用于完成对第二频段射频频率的数字上变频器、数字下变频器的频率处理等功能，系统支持第二频段时，可选择第二频段的频谱资源，并根据第二频段变频处理单元进行设计。所述第二双向功率放大器用于完成射频开关、功率检测、功放以及低噪声放大等功能。

本领域技术人员可以理解，所述基带模块还可以包括第三射频连接端口、第四射频连接端口等多个射频连接端口；所述天线组1还包括第三天线、第四天线等多个天线；所述射频模块还可以包括第三射频单元、第四射频单元等多个射频单元；第三变频处理单元、第四变频处理单元等多个多频段变频处理单元以及第三双向功率放大器、第四双向功率放大器等多个双向功率放大器。所述多个射频连接端口、多个天线、多个射频单元、多个变频处理单元、多个双向功率放大器及多个双向功率放大器分别依次连接，从而形成多路射频电路单元，实现更多频段的切换使用。本领域技术人员可以理解，所述射频电路单元的数量过多，会造成系统负载过重，系统体积过大不利于便携性等缺陷，因而本实施例所提供的多频段宽带无线接入系统的射频电路单元不超过5路。

本领域技术人员可以理解，每一路射频电路单元将从控制单元得到的用户信息交由变频处理单元以及双向功率放大器处理，最后通过射频电缆连接至所述天线，发射至远端。当天线接收到的远端信号时，通过软件动态频率识别确定工作频段，经过双向功率放大器的低噪声放大处理，进入变频处理单元下变频至控制单元，经控制单元处理后，恢复出原始信号。

如图5所示，所述双向功率放大器包括电源2、第一单刀双掷开关3、第二单刀双掷开关4、第一低噪声放大器5、第二低噪声放大器6、功率合成电路7、第一功率放大器8、第二功率放大器9、衰减芯片10、定向耦合器11以及收发切换控制电路12；所述电源2连接第一单刀双掷开关3的第一端、所述第一单刀双掷开关3的第二端与第一低噪声放大器5、第二低噪声放大器6、第二单刀双掷开关4的第二端、第二单刀双掷开关4的第三端、衰减芯片10、并联的第一功率放大器8与第二功率放大器9以及功率合成电路7依次连接形成一个回路，所述第二单刀双掷开关4的第一端与收发切换控制电路12相连。

本领域技术人员可以理解，不同频段的双向功放单元的选择是一个复杂的过程，在实际的选择过程中，涉及如下的几项参数：工作频率，小信号增益，最大线性输出功率，1dB压缩点输出功率，误差向量幅度(Error vector magnitude，EVM)，相邻信道功率比(Adjacent Channel Power Ratio，ACPR)，噪声系数，是否内建功率检测功能，是否内建增益控制功能，供电电压及消耗的电流。

实施例五

如图6所示，本实施例提供一种多频段宽带无线接入方法，包括如下步骤：

S1用于按照设定的周期对频段信号进行扫描的步骤；

本领域技术人员可以理解，实施例一至实施例四所提供的多频段宽带无线接入系统，在其工作的第一频段和第二频段进行扫描，用于对频段信号进行监测。

S2用于将频段信号进行处理的步骤；

S3用于将处理后的信号进行分析及用于获取参数信息的步骤；

S4用于将上述分析后的信息进行比较的步骤；

S5用于通过比较后的信息进行频段切换的步骤。

本领域技术人员可以理解，本实施例用一个具有两个频段的多频段宽带无线接入系统，实现两个设备在遇到干扰的情况下从一个频段切换到另一个频段的过程。

进一步，所述S1用于按照设定的周期在工作频段进行信号扫描的步骤，包括按照预先定义的方向序列发送通告消息来探测潜在的邻居节点的传输状态扫描步骤；本领域技术人员可以理解，所述传输状态扫描步骤用于主动进行邻居发现。

进一步，所述S1用于按照设定的周期在工作频段进行信号扫描的步骤，包括在每个指定方向按照设定的停留时间监听信道，等待接收通告消息的监听状态扫描步骤。

进一步，所述S2用于将频段信号进行处理的步骤包括：

S21将接收到的信号通过双向功率放大器进行放大处理的步骤；

S22将经放大处理后的信号进行上变频处理的步骤本领域技术人员可以理解，可通过变频处理单元对所述信号进行上变频处理；

S23将经变频处理后的信号进行数模转换或模数转换的步骤。

本领域技术人员可以理解，所述双向功率放大器的选择，需要考虑如下参数：工作频率、小信号增益、最大线性输出功率、1dB压缩点输出功率、误差向量幅度(Error vectormagnitude，EVM)、相邻信道功率比(Adjacent Channel Power Ratio，ACPR)、噪声系数、是否内建功率检测功能、是否内建增益控制功能、供电电压及消耗的电流。

进一步，所述S3用于将处理后的信号进行分析及用于获取参数信息的步骤包括：

信道空闲分析步骤，用于获取信道空闲参数信息；或，

信噪比分析步骤，用于获取信噪比参数信息；或，

电平强度分析步骤，用于获取电平强度参数信息；或，

信道质量评估步骤，用于获取信道质量评估参数信息。

本领域技术人员可以理解，所述信道质量评估，涉及信道使用情况、工作信道质量、速率、带宽容量以及当前占用带宽等信息。所述分析的手段可以采用建立对应频率参数信息表来实现。本领域技术人员可理解，所述S3用于将处理后的信号进行分析的步骤包括利用实施例一至实施例四所述的多频段宽带无线接入系统的基带模块来实现。

进一步，所述S4用于将上述分析后的信息进行比较的步骤包括：

S41用于根据所述参数信息生成信道信息统计表的步骤；

S42用于对所述参数信息进行分析抽样并生成各频段性能优先级信息表的步骤

S43通过所述各频段性能优先级信息表计算出各频段信道综合质量(ChannelInterface Processor，CIP)的值，从而比较并确定出最优频点的步骤。

本领域技术人员可以理解，所述S4用于将上述分析后的信息进行比较的步骤通过基带模块运算实现。所述S5用于通过比较后的信息进行频段切换的步骤可通过实施例一至实施例四所述的多频段宽带无线接入系统的收发切换器来实现。

实施例六

如图7所示，本实施例提供一种多频段宽带无线接入方法，包括无线动态频段选择分配步骤，具体包括：

S1用于对链路质量进行检测并生成检测结果的步骤；

S2用于检测当前频段是否有授权用户正在使用的步骤，如果检测结果为存在授权用户正在使用，则停止信号传送；

S3将当前的工作频率切换到干扰强度最小的频率上。

本实施例所提供的多频段宽带无线接入系统，其系统指标如下：频率范围：336MHz至344MHz，763MHz至778MHz，2412MHz至2472MHz和5150MHz至5850MHz，网络数据理论吞吐率：300Mbps，数据(速率54Mbps时)接受误帧率(Frame Error Rate，FER)小于10％，网络区域最低接收电平大于－70dBm，无线信号(扩频)信噪比(S/N)大于20dB，最小接收机门限电平为-90dBm，最大接收机门限电平为-8dB，设备点对点距离小于或等于3KM，设备跳数大于20，工作环境温度：-20℃至+55℃，防护等级：IP67。

实施例七

本实施例提供一种多频段宽带无线接入方法，包括如下步骤：

采用第一频率实现第一设备节点和第二设备节点之间的信息传递；

采用第二频率实现第二设备节点和第三设备节点之间的信息传递；

所述第一频率与第二频率具有不同值。

本领域技术人员可以理解，当具有无限多设备节点时，可通过上述方法实现跳数的无限扩展，从而实现数据多跳回传的同时，保障链路数据带宽无损。本领域技术人员可以理解，若使用单一频率的多跳无线接入的方式，每多跳一次链路数据带宽将衰减1/3～1/2，依此计算，系统在第6跳后可能产生的传输延时超过数据包的响应时间，因而造成网络响应失灵无法继续传输，同时还会产生不同程度的传输延时与数据包响应时间问题，有些系统在第5跳后产生，有些系统则会在第3跳与第4跳就发生问题。当传输延时与数据包响应时间问题发生后，就会严重影响系统带宽与无线传输的稳定性，最终可能导致终端连接失灵以及无线连接中断。本实施例所提供的多频段宽带无线接入方法，采用频率间隔的数据回传方式，很好地克服了上述跳数的限制问题，系统带宽不会因为跳数增加而减少，而无线连接也不会因为跳数增加而稳定性下降。

本领域技术人员可以理解，由于采用上述技术方案，对本实施例所提供的多频段宽带无线接入系统上挂载的多种频率的无线通信信道的信道质量进行估算，然后根据估算结果选择出最优的无线传输信道来进行数据传输，以获得在现有环境下实现无线传输的最大传输带宽，完成信道的接入，从而实现了在出现无线信道干扰或信道资源紧张环境下需要远距离传输的应用，适合对传输距离和传输质量有一定要求的应用。该系统在应急情况下可为城市热点地区和各种灾害发生现场提供车载移动网络服务。同时系统可满足靶场、海事等特殊通信领域的通信要求，包括各种复杂拓扑结构。

本领域技术人员可以理解，本专利所提供的多频段宽带无线接入系统及其实现的多频段宽带无线接入方法，覆盖范围广、扩容性强，组网灵活的优点，可利用时分多址(TimeDivision Multiple Access，TDMA)技术，灵活、机动、有效地根据不同环境，为用户快速组建无线网络、提供覆盖盲点或应急通信服务需求，并可以为军事领域提供多种先进的应用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种多频段宽带无线接入方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1用于按照设定的周期对频段信号进行扫描的步骤；

S2用于将频段信号进行处理的步骤；

S3用于将处理后的信号进行分析的步骤，用于获取参数信息的步骤；

S4用于将上述分析后的信息进行比较的步骤；

S5用于通过比较后的信息进行频段切换的步骤；所述S2用于将频段信号进行处理的步骤包括：

S21将接收到的信号通过双向功率放大器进行放大处理的步骤；

S22将经放大处理后的信号进行上变频处理的步骤；

S23将经变频处理后的信号进行数模转换或模数转换的步骤。

2.如权利要求1所述的多频段宽带无线接入方法，其特征在于，所述S3用于将处理后的信号进行分析及用于获取参数信息的步骤包括：

信道空闲分析步骤，用于获取信道空闲参数信息；或，

信噪比分析步骤，用于获取信噪比参数信息；或，

电平强度分析步骤，用于获取电平强度参数信息；或，

信道质量评估步骤，用于获取信道质量评估参数信息。

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