一種跳頻式wifi系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的跳頻式WIFI系統(tǒng)包括射頻前端、WIFI信號(hào)處理單元、跳頻單元和跳頻同步單元。跳頻單元包括第一混頻器、第二混頻器和射頻信號(hào)源，跳頻同步單元包括功率分配器、功率合成器、同步信息收發(fā)器、跳頻同步控制器、本地時(shí)間基準(zhǔn)和北斗接收機(jī)。本發(fā)明能避免局域組網(wǎng)系統(tǒng)在集群整體移動(dòng)通訊模式下，整體移動(dòng)的局域設(shè)備與本地固定組網(wǎng)設(shè)備之間的突發(fā)遭遇引起的相互干擾。并在一定程度上拓展了WIFI系統(tǒng)的可用通信頻道，使局域組網(wǎng)系統(tǒng)具有更強(qiáng)的通信能力。當(dāng)使用北斗系統(tǒng)的定位功能時(shí)，還能實(shí)現(xiàn)三維空間模式的頻譜資源智能分配，相比傳統(tǒng)二維蜂窩平面分配方式，本發(fā)明能顯著提高WIFI系統(tǒng)的頻譜資源使用效率。
【專利說明】_種跳頻式WIFI系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通訊系統(tǒng)，特別涉及一種跳頻式WIFI系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，無線移動(dòng)設(shè)備日益普及，但由于頻譜資源的稀缺，頻道使用已非常緊張，WIFI系統(tǒng)是非常典型的無線通訊網(wǎng)絡(luò)，智能手機(jī)、電腦等移動(dòng)設(shè)備一般都具有WIFI無線通訊功能。現(xiàn)有的WIFI移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)主要由固定頻道的地面接入點(diǎn)及移動(dòng)設(shè)備等構(gòu)成。地面接入點(diǎn)相互之間有空間距離，并按一定的規(guī)則使用不同頻率，形成同頻通訊區(qū)域網(wǎng)格，蜂窩網(wǎng)格就是一種典型結(jié)構(gòu)，由于頻率不同，地面各網(wǎng)格接入點(diǎn)之間互不干擾。移動(dòng)設(shè)備在具有地面接入點(diǎn)的區(qū)域中移動(dòng)，自由切換頻道并實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通訊。WIFI移動(dòng)通訊就是考慮這樣的一個(gè)移動(dòng)過程，目前這種移動(dòng)通訊技術(shù)已很成熟。但是，隨著移動(dòng)通訊的廣泛使用，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)設(shè)備常常不再是一個(gè)單獨(dú)的設(shè)備，它可能是一個(gè)通訊集群網(wǎng)絡(luò)的整體移動(dòng)，這將帶來新的問題。其中，通訊頻道的沖突和干擾是最突出的問題之一。
[0003]WIFI的通訊協(xié)議是基于IEEE 802.11系列協(xié)議，根據(jù)IEEE 802.11系列協(xié)議，當(dāng)它建立起通訊后工作信道就固定了，工作的頻率范圍就固定下來，這些局域內(nèi)的移動(dòng)設(shè)備都會(huì)有相同的工作頻率，IEEE 802.11協(xié)議定義了 WIFI跳頻，但只是在這個(gè)信道中的小范圍內(nèi)跳頻，不能實(shí)現(xiàn)跨信道的跳頻。這里發(fā)生頻率沖突的情況是這樣的一個(gè)過程:當(dāng)局域系統(tǒng)組網(wǎng)后，可移動(dòng)接入設(shè)備和可移動(dòng)的無線節(jié)點(diǎn)就組成一個(gè)可整體移動(dòng)的局域網(wǎng)絡(luò)，它整體移動(dòng)時(shí)常常會(huì)與地面固定局域網(wǎng)遭遇，由于工作原理是相同的，做整體移動(dòng)的局域網(wǎng)系統(tǒng)就難免會(huì)與本地網(wǎng)絡(luò)在使用頻道上發(fā)生沖突，從而產(chǎn)生相互干擾。WIFI系統(tǒng)本身有一種避讓機(jī)制，可使相同頻道上的移動(dòng)設(shè)備之間相互避讓保證通訊能正常進(jìn)行，但在這種情況下由于相同信道上移動(dòng)設(shè)備數(shù)量的突然增加，WIFI系統(tǒng)通訊速率會(huì)明顯下降。另外一種情景是，這個(gè)可移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)本身的接入設(shè)備數(shù)量已經(jīng)很大，地面固定網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備數(shù)量也很大，一旦相遇，在相同信道上總設(shè)備數(shù)就會(huì)突然增加到超過通訊協(xié)議允許的最大容限，其結(jié)果是導(dǎo)致WIFI通信阻塞或者癱瘓，這時(shí)無論是可移動(dòng)局域網(wǎng)絡(luò)還是地面固定局域網(wǎng)絡(luò)都無法建立起有效通訊。
[0004]例如，我國高速列車上已逐步地開通了 WIFI服務(wù)，甚至在飛機(jī)上也逐步地提供了WIFI服務(wù)。在這些服務(wù)中，列車上的接入點(diǎn)(可移動(dòng)的路由節(jié)點(diǎn))和飛機(jī)上的接入點(diǎn)(可移動(dòng)的路由節(jié)點(diǎn))以及接入這些接入點(diǎn)的移動(dòng)設(shè)備在工作信道是一樣的，并跟隨列車和飛機(jī)一起移動(dòng)。當(dāng)列車或飛機(jī)進(jìn)站或者途徑一些具有WIFI系統(tǒng)的場(chǎng)所時(shí)，難免與站內(nèi)或者途徑區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有的WIFI系統(tǒng)在頻率上發(fā)生沖突，從而產(chǎn)生相互的干擾。目前的基本解決辦法是:固定WIFI系統(tǒng)工作信道，讓它成為專門頻段，但這樣做有明顯的缺點(diǎn)，因?yàn)閃IFI工作的頻段是自由頻段并沒有規(guī)定某個(gè)頻道只能專門使用，不可能做到保留。另外一個(gè)辦法是控制移動(dòng)WIFI的通訊范圍，即限制WIFI系統(tǒng)的通訊距離。限制通訊距離這大概是目前最好的解決辦法，然而這只是在一定程度上解決問題。隨著未來移動(dòng)設(shè)備的增加，接入點(diǎn)遍布各地，像汽車等這種大眾化交通工具也逐漸配置了 WIFI系統(tǒng)，一個(gè)汽車車隊(duì)可能要組建局域網(wǎng)一起移動(dòng)并相互通訊，近年也有報(bào)道將在公交汽車上開通WIFI服務(wù)，顯然在日益復(fù)雜的通訊形勢(shì)下，固定頻道和限制通訊距離范圍的解決辦法就顯得非常困難。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種跳頻式WIFI系統(tǒng)，以避免局域組網(wǎng)系統(tǒng)在集群整體移動(dòng)通訊模式下遭遇本地固定網(wǎng)時(shí)的相互干擾。本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)WIFI系統(tǒng)的跨信道跳頻，解決頻率沖突的問題。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種跳頻式WIFI系統(tǒng)，其包括一用于接收和發(fā)送無線信號(hào)的射頻前端和一用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制與解調(diào)的WIFI信號(hào)處理單元，其特征在于:所述跳頻式WIFI系統(tǒng)還包括一跳頻單元以及一跳頻同步單元，所述跳頻單元包括第一混頻器、第二混頻器和射頻信號(hào)源；所述跳頻同步單元包括功率分配器、功率合成器、同步信息收發(fā)器、跳頻同步控制器以及本地時(shí)間基準(zhǔn)；所述射頻前端的低噪聲放大器LAN經(jīng)第一混頻器與功率分配器的輸入端連接，所述功率分配器的輸出端分為兩路，其中第一路與所述WIFI信號(hào)處理單元的輸入端連接，第二路與所述同步信號(hào)收發(fā)器的輸入端連接；所述跳頻同步控制器與所述WIFI信號(hào)處理單元雙向連接，所述WIFI信號(hào)處理單元的輸出端與所述功率合成器的一個(gè)輸入端連接，所述跳頻同步控制器的一個(gè)輸出端經(jīng)所述同步信息收發(fā)器與功率合成器的另一個(gè)輸入端連接，所述功率合成器的輸出端經(jīng)所述第二混頻器與射頻前端的功率放大器PA的輸入端連接，所述跳頻同步控制器的兩個(gè)輸出端經(jīng)所述頻率合成器分別與所述第一混頻器、第二混頻器的一個(gè)輸入端連接；所述本地時(shí)間基準(zhǔn)為跳頻同步控制器提供時(shí)鐘。
[0007]所述射頻前端包括一用于接收信號(hào)且與所述第一混頻器信號(hào)輸入端連接的低噪聲放大器LAN，以及一用于發(fā)送信號(hào)且與所述第二混頻器連接信號(hào)輸出端的功率放大器PA0
[0008]所述WIFI信號(hào)處理單元上設(shè)有有線通信接口。
[0009]所述跳頻同步單元還包括北斗接收機(jī)，所述北斗接收機(jī)與跳頻同步控制器雙向連接。
[0010]所述頻率合成器包括直接數(shù)字式頻率合成器DDS和鎖相環(huán)式頻率合成器PLL。
[0011]本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，其達(dá)到的技術(shù)效果為:1、具有常規(guī)WIFI的功能，又具有常規(guī)WIFI不能實(shí)現(xiàn)的跨信道，寬廣頻率范圍跳頻功能。本系統(tǒng)不修改基本W(wǎng)IFI通信協(xié)議，結(jié)構(gòu)上是在原有的WIFI系統(tǒng)中增加跳頻單元和跳頻同步單元實(shí)現(xiàn)。因此，能兼容常規(guī)WIFI，具有常規(guī)WIFI系統(tǒng)的功能。由于具有跨信道跳頻功能，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)局域組網(wǎng)系統(tǒng)整體移動(dòng)時(shí)自動(dòng)選擇當(dāng)?shù)乜臻e信道的能力，避免頻道使用沖突。當(dāng)多個(gè)整體移動(dòng)的系統(tǒng)相遇時(shí)，還可利用北斗系統(tǒng)的定位功能實(shí)現(xiàn)依據(jù)地理位置信息規(guī)避不同集群系統(tǒng)相遇同時(shí)搶占空閑信道的可能，使WIFI移動(dòng)通信組網(wǎng)更加合理、有序。2、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的局域組網(wǎng)系統(tǒng)具有獨(dú)立性和整體性，易于通信控制與新功能開發(fā)。系統(tǒng)采用接入點(diǎn)控制接入設(shè)備的工作信道，使組網(wǎng)設(shè)備具有獨(dú)立性和局域整體性，因而更加適合局域組網(wǎng)和移動(dòng)通訊，在開發(fā)更新型組網(wǎng)功能方面也具有較大潛力。3、拓展了 WIFI工作頻段，目前WIFI系統(tǒng)主要工作在2.4GHz和5GHz頻段，而本發(fā)明提供的跳頻式WIFI系統(tǒng)，可以在其它頻段工作，例如ISM自由頻段的315MHz、433MHz、915MHz頻段等，在頻譜資源非常有限的情況下，盡量提高頻譜資源的利用率可能是最有效和最實(shí)用的做法。4、提高了局域系統(tǒng)的信息保密性和區(qū)域頻譜使用效率。現(xiàn)有WIFI系統(tǒng)是基于固定信道的通信系統(tǒng)，一旦建立起網(wǎng)絡(luò)通信，頻率范圍就固定了，在物理連接上不具有保密性。本發(fā)明提供的跳頻式WIFI系統(tǒng)，可以跨信道跳頻。由于頻率可以實(shí)時(shí)改變，在局域通信時(shí)可以利用局域網(wǎng)自定義的跳頻圖譜工作，使網(wǎng)絡(luò)黑客難于直接利用和接入，在信息保密上更安全。本系統(tǒng)采用了北斗系統(tǒng)，利用北斗系統(tǒng)不斷提升的功能還能使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)更先進(jìn)的新型通信模式。例如，使用北斗系統(tǒng)的精確定位功能，可使每個(gè)局域網(wǎng)的工作頻率按地理位置坐標(biāo)進(jìn)行有效分配，WIFI資源不再是人為去調(diào)整各自的工作頻段，可節(jié)省大量人力物力。這種位置信息可以是平面上的，也可以是立體空間上的分配，比如高層建筑、山脈上的WIFI系統(tǒng)可以根據(jù)海報(bào)高度和水平坐標(biāo)位置來劃分各自的工作頻段，使各接入點(diǎn)之間互不干擾，更加科學(xué)地分配頻譜資源。這也是對(duì)傳統(tǒng)平面蜂窩形式的工作頻率分配的一種創(chuàng)新。立體三維模式的頻譜資源規(guī)劃，比平面二維方式的規(guī)劃更全面、更科學(xué)。5、較低的實(shí)現(xiàn)成本，易于推廣和應(yīng)用。本發(fā)明提供的跳頻式WIFI系統(tǒng)采用現(xiàn)行WIFI通訊體制結(jié)構(gòu)，由于WIFI通訊已很完善、穩(wěn)定、成本低廉，已得到了全球公認(rèn)，加上我國大力推進(jìn)北斗系統(tǒng)建設(shè)，其成本不斷降低，性能不斷提升。因此本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)將更加容易，易于廣泛使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0013]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是跳頻同步控制信號(hào)與WIFI信號(hào)的頻譜分布示意圖，圖2a是相鄰信道互相不重疊的狀態(tài)，圖2b是相鄰信道部分重疊的狀態(tài)；
[0015]圖3是局域組網(wǎng)工作過程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1所示，本發(fā)明提供的一種跳頻式WIFI系統(tǒng)包括射頻前端1、順序連接射頻前端I的跳頻單元2、跳頻同步單元3和WIFI信號(hào)處理單元4。
[0017]其中，射頻前端I用于接收和發(fā)送無線信號(hào)，其包括用于接收無線信號(hào)的接收天線10，將接收到的無線信號(hào)進(jìn)行放大處理的低噪聲放大器(LNA) 11，將無線信號(hào)進(jìn)行功率放大的功率放大器(PA) 12，以及用于發(fā)送無線信號(hào)的發(fā)射天線13。
[0018]跳頻單元2包括連接低噪聲放大器11信號(hào)輸出端的混頻器20，混頻器20將經(jīng)低噪聲放大器11輸出的信號(hào)變頻到一個(gè)固定頻率上，實(shí)現(xiàn)WIFI信號(hào)的接收，連接功率放大器12信號(hào)輸入端的混頻器21，混頻器21把WIFI輸出的固定頻率信號(hào)變換到跳頻頻率上并送至功率放大器12進(jìn)行放大。混頻器20和混頻器21的信號(hào)輸入端均連接射頻信號(hào)源22，射頻信號(hào)源22接收來自跳頻同步控制器33的控制命令，當(dāng)射頻信號(hào)源22頻率改變時(shí)，接收與發(fā)送的信號(hào)隨之改變。射頻信號(hào)源22包括包括DDS (Direct-Digital-Synthesizer，直接數(shù)字式頻率合成器)和PLUPhase-Locked-Loop，鎖相環(huán))構(gòu)成寬帶射頻信號(hào)產(chǎn)生源。
[0019]跳頻同步單元3包括連接混頻器20信號(hào)輸出端的功率分配器30，連接混頻器21信號(hào)輸入端的功率合成器31，連接功率分配器30的信號(hào)輸出端和功率合成器31的信號(hào)輸入端的同步信息收發(fā)器32，同步信息收發(fā)器32輸出的信號(hào)用于向其它同步信息接收器32發(fā)送同步控制信號(hào)。跳頻同步控制器33與本地時(shí)間基準(zhǔn)34和北斗接收機(jī)35雙向連接，通過北斗授時(shí)信號(hào)矯正系統(tǒng)長時(shí)間工作帶來的時(shí)間偏差，通過本地時(shí)間基準(zhǔn)34實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)跳頻控制。
[0020]WIFI信號(hào)處理單元4包括用于對(duì)WIFI接收或發(fā)送的信號(hào)進(jìn)行調(diào)制與解調(diào)的WIFI信號(hào)處理器40，WIFI信號(hào)處理器40同時(shí)連接功率分配器30的信號(hào)輸出端，功率合成器31的信號(hào)輸入端，以及跳頻同步控制器33的輸入和輸出端。WIFI信號(hào)處理器40還連接有線通訊接口 5。
[0021]下面詳細(xì)說明本發(fā)明的工作過程:
[0022]如圖1所示，接收信號(hào)時(shí)，來自天線的信號(hào)經(jīng)低噪聲放大器11放大，經(jīng)混頻器20變頻到接收頻率點(diǎn)上，然后通過功率分配器30將信號(hào)分配給WIFI信號(hào)處理器40和同步信息收發(fā)器32，由于WIFI信號(hào)的頻率與同步控制信息的工作頻率不同因而互不干擾，同步信息收發(fā)器32可以解析出跳頻同步信號(hào)并送給跳頻同步控制器33實(shí)現(xiàn)跳頻信息接收。WIFI信號(hào)同時(shí)被WIFI信號(hào)處理器40接收，實(shí)現(xiàn)WIFI信息的接收。
[0023]發(fā)射信號(hào)時(shí)，經(jīng)WIFI信號(hào)處理器40處理的WIFI信號(hào)送給功率合成器31，功率合成器的另一路來自同步信息收發(fā)器32，功率合成后送至混頻器21變頻形成發(fā)射信號(hào)。與接收信號(hào)類似，WIFI信號(hào)和同步發(fā)射信號(hào)在頻率上不同，因此相互不干擾，所形成的混合信號(hào)經(jīng)混頻器21變頻后形成發(fā)射信號(hào)在頻譜上互不重疊，最后由功率放大器PA放大后發(fā)射。此時(shí)，WIFI信號(hào)和同步控制信號(hào)一起發(fā)射出去。
[0024]跳頻同步控制器33是跳頻實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，它接收來自同步信息收發(fā)器32、WIFI信號(hào)處理器40、本地時(shí)間基準(zhǔn)34和北斗接收機(jī)35的信號(hào)。工作過程分為2種狀態(tài):
[0025]1、同步狀態(tài)，這個(gè)狀態(tài)下跳頻同步控制器33處于組網(wǎng)狀態(tài)。此時(shí)，作為接入點(diǎn)的跳頻同步控制器33處于主機(jī)地位，并由它發(fā)出同步控制命令。處于接收設(shè)備的跳頻同步控制器33處于從機(jī)地位，接收來處于自主機(jī)的同步控制信息并緊跟主機(jī)執(zhí)行跳頻命令，使本機(jī)的射頻信號(hào)源22緊跟主機(jī)頻率變化。
[0026]2、搜索狀態(tài)，處于此狀態(tài)的跳頻同步控制器33處于從機(jī)地位，屬于接入設(shè)備。由于跳頻WIFI工作時(shí)頻率是實(shí)時(shí)變化的，而剛啟動(dòng)的設(shè)備還沒有接入這個(gè)組網(wǎng)，它無法知道當(dāng)前時(shí)刻該局域網(wǎng)的工作頻率，因此它需要搜索組網(wǎng)信息。此時(shí)，跳頻同步控制器33根據(jù)北斗接收機(jī)35的授時(shí)信號(hào)和本地時(shí)間基準(zhǔn)34的信號(hào)，并按照該局域網(wǎng)設(shè)置的跳頻圖譜去搜索接入點(diǎn)控制信息，即控制射頻信號(hào)源22的輸出頻率按該局域網(wǎng)設(shè)置的跳頻圖譜不斷嘗試去跟蹤接收，此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)處于接收狀態(tài)不發(fā)射任何信號(hào)，因此不會(huì)導(dǎo)致無線干擾。一旦跟蹤成功就會(huì)解析出自接入點(diǎn)上處于主機(jī)地位的跳頻同步控制器33的控制命令，最終實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)同步，完成由搜索狀態(tài)到同步狀態(tài)的過渡。當(dāng)局域系統(tǒng)周邊沒有其它系統(tǒng)時(shí)，整個(gè)局域網(wǎng)絡(luò)按預(yù)先的跳頻圖譜工作，因此系統(tǒng)很快就能進(jìn)入同步狀態(tài)。當(dāng)局域網(wǎng)周邊有很多其它系統(tǒng)時(shí)，這個(gè)圖譜就可能被打亂，使得進(jìn)入同步的時(shí)間就會(huì)變長，但由于WIFI系統(tǒng)的頻道數(shù)量不是很大，加上系統(tǒng)本身具有北斗系統(tǒng)輔助，因此它總是能在較短時(shí)間內(nèi)找到需要接入的網(wǎng)絡(luò)。
[0027]如圖1所示，局域組網(wǎng)的整個(gè)系統(tǒng)在正常工作時(shí)頻率需要實(shí)時(shí)改變這個(gè)過程就是跳頻，跳頻會(huì)帶來頻譜擴(kuò)散，進(jìn)而產(chǎn)生干擾。WIFI信號(hào)處理器40與跳頻同步控制器33之間有控制信號(hào)相連，作用是完成跳頻協(xié)同。工作過程是WIFI信號(hào)處理器40每次組織發(fā)射和接收數(shù)據(jù)時(shí)都輸出控制信息給跳頻同步控制器33，跳頻同步控制器33根據(jù)這個(gè)信號(hào)實(shí)時(shí)給出跳頻決策協(xié)同跳頻時(shí)刻。這個(gè)設(shè)計(jì)可使跳頻引起的頻譜擴(kuò)散影響減到最低，由于WIFI信號(hào)處理器40按照IEE802.11協(xié)議工作，收發(fā)數(shù)據(jù)包之間有足夠長的時(shí)間間隔，因此跳頻同步控制器33總是能根據(jù)本地時(shí)間基準(zhǔn)34給出適當(dāng)?shù)目刂茮Q策選擇跳頻時(shí)刻點(diǎn)，從而降低跳頻干擾提高WIFI通信質(zhì)量。
[0028]同步信息收發(fā)器32發(fā)出和接收的數(shù)據(jù)量很小，采用窄帶高斯濾波頻移鍵控GFSK調(diào)制傳輸可以節(jié)約發(fā)射帶寬，GFSK信號(hào)也是恒包絡(luò)調(diào)制信號(hào)，還可使發(fā)射器效率做到比較高，從而降低電源消耗。同步控制信號(hào)的頻率可以在兩個(gè)不重疊的WIFI頻道中間的保護(hù)間隔上實(shí)現(xiàn)。但由于WIFI信號(hào)的不重疊頻道數(shù)很少，2.4GHz頻段通常只有3個(gè)信道互不重疊，5.SGHz頻段通常只有5個(gè)信道互不重疊。因此大部分WIFI信號(hào)的頻道在鄰頻頻道上都是部分重疊的，這里可分為2種情況:
[0029]如圖2a所示，第N信道為移動(dòng)局域網(wǎng)使用的信道。這里各個(gè)信道選擇的頻率互不重疊，同步控制信息頻率在這2個(gè)信道之間的空隙上實(shí)現(xiàn)。因此同步控制信息不會(huì)引起與鄰頻WIFI信號(hào)的沖突。
[0030]如圖2b所示，第N信道為移動(dòng)局域網(wǎng)使用的信道，相鄰信道頻率部分重疊，此時(shí)同步控制信息頻率仍舊選擇在互不重疊的頻道之間。這種情況下，WIFI各頻道的信號(hào)之間以時(shí)分復(fù)用方式出現(xiàn)占用情況或者按WIFI協(xié)議以信道內(nèi)的跳頻方式自動(dòng)規(guī)避，因此跳頻同步信號(hào)與第N+1信道WIFI信號(hào)不會(huì)產(chǎn)生沖突。發(fā)生沖突的信道是整個(gè)第N信道，但同步信息在第N信道之外，因此同步信息仍舊能正常傳輸。由此可見，在上述2種情況下，由于同步信息與WIFI信息在接收與發(fā)送上的時(shí)間是一致的避免了與鄰頻WIFI信號(hào)的沖突，系統(tǒng)始終都能保障同步信息的正常通信。
[0031]在跳頻同步方面，系統(tǒng)使用了北斗接收機(jī)35用以實(shí)現(xiàn)整個(gè)跳頻系統(tǒng)的時(shí)間同步，北斗系統(tǒng)使用國家授時(shí)中心的高精度時(shí)鐘，因此不會(huì)產(chǎn)生大刻度時(shí)間上的偏差。但是，衛(wèi)星信號(hào)接收會(huì)受到環(huán)境條件的限制，可能在某個(gè)瞬時(shí)或者一段時(shí)間無法實(shí)時(shí)得到時(shí)鐘信號(hào)，這樣就會(huì)影響跳頻系統(tǒng)的同步建立。本地時(shí)間基準(zhǔn)34可以不受衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)弱和有無的影響，能一直工作，可以確保跳頻信息在短時(shí)間范圍上的可靠性。但是本地時(shí)間基準(zhǔn)34是獨(dú)立的時(shí)鐘系統(tǒng)，運(yùn)行長久后會(huì)出現(xiàn)時(shí)間漂移現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致同步偏移甚至無法建立同步。利用北斗授時(shí)的長時(shí)間無漂移特性去修訂系統(tǒng)大刻度時(shí)間基準(zhǔn)，而在小刻度時(shí)間方面使用本地時(shí)間基準(zhǔn)，相互彌補(bǔ)能確保跳頻同步系統(tǒng)的長時(shí)間精準(zhǔn)可靠。隨著北斗系統(tǒng)性能的日益提升，本系統(tǒng)的同步性能也會(huì)得到逐步提升。
[0032]下面詳細(xì)介紹基于本發(fā)明的跳頻組網(wǎng)系統(tǒng)工作過程:
[0033]如圖1、圖3所示，具有跳頻能力的若干移動(dòng)設(shè)備60與可移動(dòng)的跳頻式WIFI系統(tǒng)61的節(jié)入點(diǎn)構(gòu)成局域組網(wǎng)6，局域組網(wǎng)6中的每個(gè)移動(dòng)設(shè)備60都能通過北斗接收機(jī)35接收北斗衛(wèi)星的授時(shí)信號(hào)，因此可以消除設(shè)備自身時(shí)鐘引起的偏差。局域組網(wǎng)中的每一移動(dòng)設(shè)備60均接收來自跳頻式WIFI系統(tǒng)61節(jié)入點(diǎn)的控制信息，實(shí)現(xiàn)跳頻信息的同步。整個(gè)局域組網(wǎng)6移動(dòng)時(shí)，會(huì)遇到地面固定接入點(diǎn)，一旦偵測(cè)到有其它網(wǎng)絡(luò)存在，跳頻式WIFI系統(tǒng)61就自動(dòng)搜索空閑信道，并讓整個(gè)局域組網(wǎng)的移動(dòng)設(shè)備60同時(shí)跳頻到新的信道上，避開相互的干擾。
[0034]上述實(shí)施方式旨在舉例說明本發(fā)明可為本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)或使用，對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，故本發(fā)明包括但不限于上述實(shí)施方式，任何符合本權(quán)利要求書或說明書描述，符合與本文所公開的原理和新穎性、創(chuàng)造性特點(diǎn)的方法、工藝、產(chǎn)品，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種跳頻式WIFI系統(tǒng)，其包括一用于接收和發(fā)送無線信號(hào)的射頻前端和一用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制與解調(diào)的WIFI信號(hào)處理單元，其特征在于:所述跳頻式WIFI系統(tǒng)還包括一跳頻單元以及一跳頻同步單元，所述跳頻單元包括第一混頻器、第二混頻器和射頻信號(hào)源；所述跳頻同步單元包括功率分配器、功率合成器、同步信息收發(fā)器、跳頻同步控制器以及本地時(shí)間基準(zhǔn)；所述射頻前端的低噪聲放大器LAN經(jīng)第一混頻器與功率分配器的輸入端連接，所述功率分配器的輸出端分為兩路，其中第一路與所述WIFI信號(hào)處理單元的輸入端連接，第二路與所述同步信號(hào)收發(fā)器的輸入端連接；所述跳頻同步控制器與所述WIFI信號(hào)處理單元雙向連接，所述WIFI信號(hào)處理單元的輸出端與所述功率合成器的一個(gè)輸入端連接，所述跳頻同步控制器的一個(gè)輸出端經(jīng)所述同步信息收發(fā)器與功率合成器的另一個(gè)輸入端連接，所述功率合成器的輸出端經(jīng)所述第二混頻器與射頻前端的功率放大器PA的輸入端連接，所述跳頻同步控制器的兩個(gè)輸出端經(jīng)所述頻率合成器分別與所述第一混頻器、第二混頻器的一個(gè)輸入端連接；所述本地時(shí)間基準(zhǔn)為跳頻同步控制器提供時(shí)鐘。
2.如權(quán)利要求1所述的跳頻式WIFI系統(tǒng)，其特征在于:所述射頻前端包括一用于接收信號(hào)且與所述第一混頻器信號(hào)輸入端連接的低噪聲放大器LAN，以及一用于發(fā)送信號(hào)且與所述第二混頻器連接信號(hào)輸出端的功率放大器PA。
3.如權(quán)利要求1所述的跳頻式WIFI系統(tǒng)，其特征在于:所述WIFI信號(hào)處理單元上設(shè)有有線通信接口。
4.如權(quán)利要求1所述的跳頻式WIFI系統(tǒng)，其特征在于:所述跳頻同步單元還包括北斗接收機(jī)，所述北斗接收機(jī)與跳頻同步控制器雙向連接。
5.如權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的跳頻式WIFI系統(tǒng)，其特征在于:所述頻率合成器包括直接數(shù)字式頻率合成器DDS和鎖相環(huán)式頻率合成器PLL。
【文檔編號(hào)】H04B1/713GK104485978SQ201410854313
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月31日
【發(fā)明者】麥文, 王力豪, 仰石 申請(qǐng)人:四川師范大學(xué)