[发明专利]基于半双工基带芯片的全双工物联网基站

说明书

本发明公开了一种基于半双工基带芯片的全双工物联网基站，所述基站包括：处理器、接收模块和发送模块；其中，所述接收模块包括：依次连接的设置为接收状态的第一射频开关、低噪声放大器、射频前端以及所述半双工基带芯片；所述发送模块包括：依次连接的收发器、功率放大器、设置为发送状态的第二射频开关；所述处理器通过总线与所述接收模块的半双工基带芯片相连，进行数据、控制指令的交互；所述处理器还通过总线与所述发送模块的收发器相连，进行数据、控制指令的交互。应用本发明解决了现有物联网基站只能实现半双工通讯的缺点，可以实现全双工实时通讯，提高通信效率。

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，特别是指一种基于半双工基带芯片的全双工物联网基站。

背景技术

目前市场基于LoRaWAN协议的LPWAN物联网基站均采用Semtech公司SX1301基带芯片，外加2片SX1255或SX1257射频前端芯片，组成一套具有8路上行，1路下行的方案。但由于SX1301是一款半双工无线调制解调器基带芯片，其工作模式只能采用半双工方式来与终端进行通信，基站不能同时工作在收、发两种模式下，这就限制了基站与终端之间的通信效率。而由于LPWAN物联网基站的覆盖面积较广，能同时接纳几平方公里内成千上万个终端节点数据，采用半双工的通信方式严重的影响了网络的通信效率。

目前LPWAN物联网基站的整体方案如图1所示，一般采用ARM作为主控的处理器，通过SPI总线来驱动基于SX1301基带芯片的收发模块。该半双工的收发模块中，包括SX1301基带芯片、采用SX1255芯片的射频前端、功率放大器、低噪声放大器，以及射频开关。其中，射频前端是将基带的IQ信号进行上变频或下变频，射频开关用来将2路信号合并为1路，接入天线。功率放大器是负责将输出功率进行放大，以达到标准所要求的输出功率，而低噪声放大器是将接收到的小信号进行放大，提高SX1255对有用信号的解析能力。GPS定位模块负责基站的地理坐标获取，同时将收到的1PPS信号输出至基带，对数据包增加时间戳。4G模块和以太网是负责将基站自身状态信息及收到的数据传输至后端平台。同时以太网支持POE供电，匹配户外站点安装要求。

虽然现阶段的物联网数据多为上行，但也不缺乏在上行的同时，也要对终端进行唤醒，校准或配置等下行工作。由于现有方案采用的SX1301是一款半双工无线调制解调器基带芯片，其内部的2个微处理器一个负责动态增益控制及网络收发控制，另一个负责数据包的网络仲裁。这样的半双工通讯模式大大的影响了网络通信的效率，特别是网络终端节点数量多，又需要上下行并发时，制约尤为严重。

发明内容

本发明提出了一种基于半双工基带芯片的全双工物联网基站，解决了现有物联网基站只能实现半双工通讯的缺点，可以实现全双工实时通讯，提高通信效率。

基于上述目的，本发明提供一种基于半双工基带芯片的全双工物联网基站，包括：处理器、接收模块和发送模块；其中，

所述接收模块包括：依次连接的设置为接收状态的第一射频开关、低噪声放大器、射频前端以及所述半双工基带芯片；

所述发送模块包括：依次连接的收发器、功率放大器、设置为发送状态的第二射频开关；

所述处理器通过总线与所述接收模块的半双工基带芯片相连，进行数据、控制指令的交互；所述处理器还通过总线与所述发送模块的收发器相连，进行数据、控制指令的交互。

进一步，所述接收模块中还包括：

连接在所述射频前端与所述接收模块中的射频开关之间的功率放大器。

较佳地，所述处理器还用于在检测所述发送模块出现故障后，控制所述接收模块将第一射频开关切换为半双工的收发状态。

其中，所述半双工基带芯片支持上行多信道的调制解调，信道调度控制。

其中，所述接收模块中的射频前端为两个，用于进行信号的上、下变频。