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18611297282 联系人：韩勇智
（联系我时，请说明是在特种装备网上看到的，谢谢！）产品简介
双频自组网通信设备是基于MANET（Mobile Ad Hoc Network，移动自组织网络）技术开发的无线宽带自组网产品。产品具备双频双通道并发传输能力，每个通道均采用软件无线电体制架构，支持多种波形加载，满足不同应用场景的需求。
产品具有尺寸小、功耗低、传输距离远、带宽高、网络自适应性强、扩展性好、部署快速灵活等特点，可不依赖任何基础通信设施，快速构建分布式无中心的无线宽带网络，既可独立使用，又可作为已有通信系统的补充和扩展。
设备内集成基带模块、L波段射频收发组件、S波段射频收发组件、L频段滤波器、S频段滤波器等。
本使用手册适用于使用本设备进行数据传输的人员，操作者请严格按照本手册要求进行操作。
模块结构由底壳、上盖组成，其外形结构如下图所示：
图 1 通信机外观图
图 2 通信机外观图
设备重量、材料和表面涂覆参数见下表：
表 1 结构参数表
采用时分双工（TDD）/TDMA通讯体制。
信号接收和发送采用相同频率，通信频率：1320 MHz ~1380MHz、2015～2125MHz，同时通信频率可以设置，最小步进频率1MHz。
a) ≤-97dBm@5Msym/s，误码率<10-6；
b) 接收动态范围：-97dBm~0dBm。
通讯速率大于18Mbps。
1320 MHz ~1380MHz：≥2W
2015MHz～2125MHz：≥2W
通讯延时≤50ms（模块到模块）。
具备自主选频或跳频、扩频技术，前端设有多级带通滤波器，抗干扰能力强。
可实时监测工作频率、带宽、数据速率、信噪比等。
波形发射系统框图如下图所示：
图3波形发射系统框图
在发射端，物理层要完成数据扰码(PR主节点)，信道编码，组帧，QAM映射，上采样和根升余弦滤波(SRRC)，经过D/A得到到复基带模拟信号，再经过上变频和功放输出。
整个发射端与传统的单载波调制的发射端基本一样，只是为了适应接收时的要求，在发送端要按规定的帧格式进行组帧。
接收端系统框图如下图所示：
图4接收系统框图
图中，基带信号匹配滤波(MF)等通道处理后，进行专门的同步处理，以定位接收信号的边，消除接收信号的载波频偏(CFO)和定时误差(STO)。经过同步校正的信号要进行FFT转换到频域进行信道估计和均衡，经过均衡后的频域数据经过IFFT转换成时域后进行QAM反映射，FEC和数据解扰等操作，得到有效接收数据码流。在接收过程中，要对接收信号的频偏，定时偏差和信道响应进行跟踪。
在MAC及路由协议选择上，本方案充分考虑实际应用需求，支持网状拓扑和链式拓扑网络，同时支持自主路由组网，可以确保各节点间相互连接。
图 5 MAC及路由协议部署示意
在MAC协议上，本系统采用基于时隙的TDMA/CSMA混合协议，在TDMA区，每个用户分一个时隙，同时预留一定数目的时隙作为CSMA竞争区，由用户竞争使用。基于时隙的TDMA/CSMA混合协议优势在与其简单和健壮性，特别适用于多跳的分布式网络。混合TDMA/CSMA时帧结构图如下图所示。
图 6 混合TDMA/CSMA时帧结构图
在本方案中，MAC层维护如下图所示的三级帧结构，其中网络控制帧的长度可与数据帧的长度不同。
图 7 三级帧结构示意图
利用基于时隙的TDMA/CSMA混合协议可以快速构建多跳的自组网，满足大地域信息传递分发需求。
图 8 多跳网络拓扑结构
本方案中集成了完整的自组网路由协议，并部署于Linux操作系统中，可以根据应用在按需驱动及表驱动路由协议中选择部署。
图 9 路由算法模块示意
在上图中，通用参数配置子模块具有接收待实现路由协议特性参数并将上述参数传递给路由算法子模块和路由维护子模块的功能。可以依据按需路由协议与表驱式路由协议的区别选择加载不同的路由驱动机制，以及选择性地加载内核层的路由转发模块。
自组网路由算法子模块在方案中根据待实现路由协议的特性进行定制，又可分为路由驱动机制部分、发送模块、接收模块以及由路由算法所构建的特性模块。特性路由算法部分由待实现路由协议的特性路由算法进行独特设计，其设计的目的是根据接收的路由报文决定最佳的路由线路、触发路由维护模块进行路由表更新，以及决定驱动机制模块是否发送路由更新报文。特性路由算法部分设计实现时通过调用各部分的接口函数来达到模块化设计的目的，从而即不影响协议中其他模块的有效运行，又方便对协议进行改进设计。
路由维护模块的设计目的也是建立、维护一张到所有其它主机的路由表，具有建立用户路由表、路由表动态维护、添加删除核心路由表以及邻节点维护机制四个方面的功能特点。
在表驱动路由协议设计与实现过程中，因为其转发机制与Linux路由体系中的路由转发机制保持一致，所以表驱动路由协议的报文转发功能子模块可以完全适用于Linux当前路由体系结构报文转发功能部分的运行。在实现具体表驱路由协议时，通用配置子模块部分不再需要额外配置转发子模块。而在按需路由协议的路由转发子模块的设计与实现时，由于协议本身的转发机制与Linux路由体系中的路由转发机制不一致，在实现按需路由协议的转发子模块时本方案设计了内核层和用户层的分层机制，确保路由转发子模块的有效运行。
图 10 设备设计框图
设备整机包括电源模块、无线通信模块主板、2W收发功放、滤波器等。其中，无线通信模块主板完成基带数据处理、调制与解调等，2W收发功放完成对无线信号的功率放大和低噪声放大功能。
无线通信模块主板基于SOC的SDR架构设计，设备主要功能模块如下图所示：
图 11 无线通信设备原理框图
基带方面，主芯片选用xilinx的Z7系列芯片，射频收发芯片选用AD9361，Z7是一款集成ARM的FPGA芯片，AD9361集成调制与解调、AGC等功能。
主板将基带、射频设计到同一个板卡上，板卡以小功率信号输出，外接功放。
数据的发射过程为：数据通过网口或串口传输到主板，在FPGA内进行编码、交织后传输到射频收发芯片，在射频收发芯片内进行DA转换、调制在射频载波上，经过放大器和滤波器以及功率放大器后，通过天线辐射出去。
数据的接收过程为：在天线接收到信号后，经过低噪声放大器和滤波器输入到射频收发芯片，通过芯片内AD采集，解调出基带信号后输出到FPGA，在FPGA内进行解交织和解码后输出到串口和网口。
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