專利名稱：基于td-lte與傳感器網絡的無線傳輸系統及傳輸方法
技術領域：
本發明屬于無線通信技術領域，特別涉及一種基于TD-LTE與傳感器網絡的無線傳輸系統及傳輸方法，具體涉及的是TD-LTE傳輸設備的應用層、網絡層、數據鏈路層和物理層模塊化系統的設計及功能實現，完成TD-LTE收發模塊的控制。
背景技術：
目前，多地建成的兼容TD-SCDMA的TD-LTE4G試驗網已經初具規模。然而目前傳感器網絡的無線傳輸系統主要是基于ZIgBee、藍牙或者GPRS無線傳感器網絡的無線傳輸系統，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，限制了其在實際應用中的使用范圍.而目前在用的二代或三代無線網絡的傳輸速度均不能與快速發展的無線通信傳輸速度的需求相適應。所以目前無線傳感器網絡中無線通信存在以上不足。
發明內容
本發明的目的提供一種基于TD-LTE與傳感器網絡的無線傳輸系統及傳輸方法，包括帶有內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態隨機存儲器SDRAM、Nand-Flash閃存以及時鐘電路相連接而形成最小系統，所述的最小系統同USB接口電路、狀態接口電路、帶有天線的TD-LTE的無線收發模塊、系統電源管理器相連接。這樣的結構結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 實際應用中的使用范圍的缺陷。實現了快速大數據量的遠距離無線通 目。
為了克服現有技術中的不足，本發明提供了一種基于TD-LTE與傳感器網絡的無線傳輸系統及傳輸方法的解決方案，具體如下:
一種基于TD-LTE與傳感器網絡的無線傳輸系統,包括帶有內核的嵌入式處理器芯片9，該嵌入式處理器芯片9同外部的同步動態隨機存儲器SDRAM3、Nand-Flash閃存4以及時鐘電路8相連接而形成最小系統5，所述的最小系統5同USB接口電路2、狀態接口電路1、帶有天線的TD-LTE的無線收發模塊7、系統電源管理器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芯片的內核為帶有內存管理單元MMU的ARM920T內核，S3C2440芯片上集成有分別與同步動態隨機存儲器SDRAM3和Nand-Flash閃存4相連接的同步動態隨機存儲器SDRAM3的控制器接口和Nand-Flash閃存4的控制器接口，在該S3C2440芯片內有通過燒制方式進入并能運行的Bootloader、Linux內核、文件系統、驅動程序和編制的程序，S3C2440芯片上還設置有USB控制器；所述的系統電源管理器6包括5V數字電源，5V數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芯片還通過復位管腳同S3C2440芯片上的復位電路相連接，所述的編制的程序能夠通過設置內核、GPIO或者最小系統復位各自對應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同狀態接口電路I相連接，這樣就能通過狀態接口電路I將前端數據采集設備的狀態、請求及命令傳給S3C2440芯片中的中斷控制器，完成針對前端數據采集設備開啟傳輸、等待傳輸、重新傳輸或關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主接口實現對帶有天線的TD-LTE的無線收發模塊7的數據傳輸，使用device從接口實現對前端數據采集設備的數據傳輸，所述的帶有天線的TD-LTE的無線收發模塊7包括TD-LTE無線射頻模塊NM400，TD-LTE無線射頻模塊NM400用于實現TD-LTE的無線收發模塊7與TD-LTE網絡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5通過Mini PC1-E接口同帶有天線的TD-LTE的無線收發模塊7相連接，TD-LTE的無線收發模塊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。所述的同步動態隨機存儲器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與傳感器網絡的無線傳輸系統的傳輸方法為當系統電源管理器6給基于TD-LTE與傳感器網絡的無線傳輸系統上電后,基于S3C2440芯片的最小系統5通電完成Linux系統初始化和各項驅動加載操作，而前端數據采集設備通過狀態接口電路I完成將傳輸請求傳給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協議把采集好的頻譜數據和附屬信息傳輸至最小系統5中以待處理，而S3C2440芯片通過GPIO和USB接口電路2的Host主接口電路對包括TD-LTE無線射頻模塊NM400的無線收發模塊7的初始化、驅動和數據傳輸，當完成TD-LTE網絡的注冊和建立對應的TCP或UDP連接后，TD-LTE無線射頻模塊NM400就通過TD-LTE網絡空中接口將需要傳輸的待處理數據打包發送至TD-LTE網絡，并最終送達擁有固定IP地址的服務器或者終端。應用本發明上述方案主要依托TD-LTE系統作為無線傳輸通道，利用移動TD-LTE公網，可隨時將監測信息傳至網關節點或任務管理中心。從而克服了現有的無線傳感器網絡無線傳輸技術的技術難題，實現了快速大數據量的遠距離無線通信。
圖1為本發明的原理結構圖。圖2為本發明的實施例的原理結構圖。
具體實施例方式下面結合附圖對發明內容作進一步說明:
TD-LTE是一種擁有自己獨創技術的國際3G標準TD-SCDMA的后續演進，是一種專門為移動高寬帶應用而設計的無線通信標準。其主要特點有:1.包含大量獨創技術，同時得到了廣泛國際支持，成為了國際標準；2.上網速度快，能夠達到TD-SCDMA技術的幾十倍，使無處不在的高速上網成為可能；3.產業發展速度快，與其他國際移動寬帶技術基本實現了同步發展，代表著當今世界移動通信產業的最先進水平。目前市場上正在加緊建設該擁有自己獨創技術的的TD-LTE4G移動通信網絡；并且多地建成的兼容TD-SCDMA的TD-LTE4G試驗網已經初具規模。接下來將TD-LTE4網絡技術同無線傳感器網絡目前使用的無線通信技術進行一下比較，如表I所示:
權利要求
1.一種基于TD-LTE與傳感器網絡的無線傳輸系統,其特征在于包括帶有內核的嵌入式處理器芯片(9)，該嵌入式處理器芯片(9)同外部的同步動態隨機存儲器SDRAM (3)、Nand-Flash閃存(4)以及時鐘電路(8)相連接而形成最小系統(5)，所述的最小系統(5)同USB接口電路(2)、狀態接口電路(I)、帶有天線的TD-LTE的無線收發模塊(7)、系統電源管理器(6)相連接。
2.根據權利要求1所述的基于TD-LTE與傳感器網絡的無線傳輸系統，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芯片的內核為帶有內存管理單元M MU的ARM920T內核，S3C2440芯片上集成有分別與同步動態隨機存儲器SDRAM3和Nand-Flash閃存(4)相連接的同步動態隨機存儲器SDRAM3的控制器接口和Nand-Flash閃存(4)的控制器接口，在該S3C2440芯片內有通過燒制方式進入并能運行的Bootloader、Linux內核、文件系統、驅動程序和編制的程序，S3C2440芯片上還設置有USB控制器；所述的系統電源管理器(6)包括5V數字電源，5V數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芯片還通過復位管腳同S3C2440芯片上的復位電路相連接，所述的編制的程序能夠通過設置內核、GPIO或者最小系統復位各自對應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同狀態接口電路I相連接，這樣就能通過狀態接口電路I將前端數據采集設備的狀態、請求及命令傳給S3C2440芯片中的中斷控制器，完成針對前端數據采集設備開啟傳輸、等待傳輸、重新傳輸或關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主接口實現對帶有天線的TD-LTE的無線收發模塊(7)的數據傳輸，使用device從接口實現對前端數據采集設備的數據傳輸，所述的帶有天線的TD-LTE的無線收發模塊(7)包括TD-LTE無線射頻模塊NM400，TD-LTE無線射頻模塊NM400用于實現TD-LTE的無線收發模塊(7)與TD-LTE網絡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(5)通過Mini PC1-E接口同帶有天線的TD-LTE的無線收發模塊(7)相連接，TD-LTE的無線收發模塊(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.根據權利要求1或權利要求2所述的同步動態隨機存儲器SDRAM3和Nand-Flash閃存(4)分別為 256M (16Mxl6bit) Hynix SDRAM 和 2Gb NAND FLASH HY27UF (08/16) 2G2B。
4.根據權利要求2所述的基于TD-LTE與傳感器網絡的無線傳輸系統的傳輸方法,其特征為當系統電源管理器(6)給基于TD-LTE與傳感器網絡的無線傳輸系統上電后，基于S3C2440芯片的最小系統(5)通電完成Linux系統初始化和各項驅動加載操作，而前端數據采集設備通過狀態接口電路(I)完成將傳輸請求傳給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協議把采集好的頻譜數據和附屬信息傳輸至最小系統(5)中以待處理，而S3C2440芯片通過GPIO和USB接口電路(2)的Host主接口電路對包括TD-LTE無線射頻模塊NM400的無線收發模塊(7)的初始化、驅動和數據傳輸，當完成TD-LTE網絡的注冊和建立對應的TCP或UDP連接后，TD-LTE無線射頻模塊NM400就通過TD-LTE網絡空中接口將需要傳輸的待處理數據打包發送至TD-LTE網絡，并最終送達擁有固定IP地址的 服務器或者終端。
全文摘要
一種基于TD-LTE與傳感器網絡的無線傳輸系統及傳輸方法，包括帶有內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態隨機存儲器SDRAM、Nand-Flash閃存以及時鐘電路相連接而形成最小系統，所述的最小系統同USB接口電路、狀態接口電路、帶有天線的TD-LTE的無線收發模塊、系統電源管理器相連接。這樣的結構結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際應用中的使用范圍的缺陷。實現了快速大數據量的遠距離無線通信。
文檔編號H04W92/10GK103179615SQ201310106969
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月29日 優先權日2013年3月29日
發明者楊樹強, 崔燕, 李青, 袁博文, 劉朝陽, 楊晶, 楊娜, 楊屹林 申請人:電信科學技術第四研究所