[发明专利]基于5G-IoT技术的电力无线传感网通信装置

说明书

本发明涉及电力无线通信技术领域，是一种基于5G‑IoT技术的电力无线传感网通信装置。其包括射频接收单元、中频及基带单元和主控单元；射频接收单元包括MIMO片上双极化集成天线和本振滤波混频模块；中频及基带单元，完成中频模拟信号与数字基带信号之间的转换，且为每个信号分配时隙和信道；主控单元利用指令集控制射频接收单元和中频及基带单元。本发明涵盖射频、中频及基带三大信号处理流程，借助5G网络组网的灵活性，通过一个基站可将所辖大量传感终端通信路径及时序管控起来，终端间也可在基站失效的情况下提供暂时的通信支撑，即保证了通信距离，又能充分应用于电力用采应用环境中。

技术领域

本发明涉及电力无线通信技术领域，是一种基于5G-IoT技术的电力无线传感网通信装置。

背景技术

电网提出了泛在电力物联网的三年实现目标，物联网的泛在化即为借助广泛的接入通信能力，将物联网末端的传感单元连接汇聚起来，集中性的管理大量传感节点监控的设备量。

目前电力系统已充分吸收了运营商目前使用的各种通信手段，从短-中-长不同级别的通信技术来分别解决电力物联网的传感器接入问题，具有代表性的中短通信为zigbee，蓝牙等，长距离通信为4G无线专网，但在应用过程中发现中短距离由于距离限制，每个网关无法覆盖太多终端，不太符合泛在电力物联网终端数及类型的扩展；4G等公网技术由于距离衰减较严重，且频段带宽较大，每个子带承载一个传感器业务，一方面频率资源浪费，另一方面接入的终端数是极度有限的。

发明内容

本发明提供了一种基于5G-IoT技术的电力无线传感网通信装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有电力物联网中中短通信装置存在的通信距离短，不能覆盖太多终端的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种基于5G-IoT技术的电力无线传感网通信装置，包括射频接收单元、中频及基带单元和主控单元；

所述射频接收单元包括MIMO片上双极化集成天线和本振滤波混频模块，MIMO片上双极化集成天线接收或发送射频模拟信号，本振滤波混频模块将接收到的信号的频率与本振频率进行混频，完成射频模拟信号与中频模拟信号之间的转换；

所述中频及基带单元，完成中频模拟信号与数字基带信号之间的转换，且为每个信号分配时隙和信道；

所述主控单元利用指令集控制射频接收单元和中频及基带单元。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述MIMO片上双极化集成天线为双层天线结构的多阵列天线，包括上层片和下层片；下层片设置有馈电电路，馈电电路包括耦合器、功分器和可调移相器，耦合器和可调移相器与功分器连接；上层片设置有辐射馈电腔。

上述功分器为1分4等分叉型波导功分器，包括1个输入端口和4个输出端口，4个输出端口的功率值相等且两两之间的相位差绝对值为0，1个输入端口设置在下层片，4个输出端口设置在上层片，将射频模拟信号从下层片辐射至上层片。

上述本振滤波混频模块包括分频器和多路本振滤波混频电路，每路本振滤波混频电路均包括混频器、第一滤波器组、鉴频鉴相器、第二滤波器组、去噪振荡电路，混频器、第一滤波器组、鉴频鉴相器、第二滤波器组、去噪振荡电路依次串联，分频器分别与每路本振滤波混频电路的混频器连接。

上述中频及基带单元包括中频处理模块和基带处理模块；中频处理模块用于中频模拟信号和中频数字信号之间的转换；基带处理模块用于获得及调制解调基带数字信号，且设置有分层树形时隙结构，为每个信号分配时隙和信道。