[发明专利]超导接入系统

说明书

本发明公开了超导接入系统，包括BA通道和支撑系统，BA通道包括下行和上行链路增强装置及双向链路旁路保护装置，超导射频前端在超低温高真空长期保压环境下工作；BA支撑系统包括制冷系统、高稳定电源系统、有线和远程无线监控维护系统；AP射频通道与BA射频通道相连，射频收发控制信号来自AP有线控制信号或AP射频无线耦合检出的控制信号。本发明具有以下效果：超导射频前端技术与WiFi技术结合，解决了AP选择性和噪声性能差的问题、提高了网络干线节点抗干扰能力和噪声性能、使WiFi实现了信道频道化和网络扇区化、明显提高通信距离、传输速率、网络容量和可靠性，解决了WiFi组大网难、不能移动和工业应用不可靠的问题。

技术领域

本发明超导接入系统(BA，Beyond Access system)，也称为超导WiFi，涉及移动互联网领域，特别涉及采用超导射频前端技术，实现WiFi无线传输和接入。

背景技术

互联网是信息社会数据时代的基础设施，承载工业渗透生活，全世界互联网发展的瓶颈是互联网基础设施的建设，基础设施建设的发展趋势是从有线固定到无线移动，从有限局域到无限广域。

现有技术中，有线互联网主要采用光纤+网线，存在的主要问题是布线难、许多地方不能到达；其成本高、工期长、不灵活。

无线互联网目前主要采用WiFi(Wireless Fidelity)组网，即光纤+AP(AccessPoint)，其选择性和噪声性能很差，存在的主要问题是：

1、AP通信距离短、速率低。经过多次测试，室内AP通信距离<30m；室外AP通信距离<200m，在该距离点上，上行速率在0.5Mbps左右。

2、组网困难，200m需要架设1个热点，很难获得路杆和供电资源，而且每个AP热点需要光纤连接，获准铺设光纤网络建设困难，成本高，极不灵活，无法实现移动漫游。

3、要实现远距离通信，要求接收系统对有用的微弱信号具有较高的灵敏度，一般是靠放大器来放大，而所有的放大器在常温下工作，由于布朗运动都会产生热噪声，该热噪声会恶化有用信号，衡量对输入有用信号的恶化程度用噪声系数Fn(dB)来表示，Fn是指输入信噪比和输出信噪比的比值，其值越大越不好，整个接收机的各部件级联噪声系数取决于第一级低噪声发大器的Fn和增益G(dB)。AP的第一级低噪声发大器的Fn在1.5～2dB左右，AP的Fn在3.5～5.5dB并且在常温下没有什么改善余地。较差的噪声系数直接恶化输出信噪比，影响通信距离。

4、WiFi组网在2.4GHz频段每组有3个可用信道，每个信道工作带宽20MHz，信道保护带间隔5MHz；在5.2GHz频段每组有5个可用信道，每个信道工作带宽20MHz，信道保护带间隔5MHz；在5.8GHz频段每组有4个可用信道，每个信道工作带宽20MHz，信道保护带间隔5MHz，或者有2个可用信道，每个信道工作带宽40MHz，信道保护带间隔5MHz。由于AP没有实现频道化滤波，只有1个带宽>200MHz的滤波器，使带外干扰和邻道干扰放大后落入工作带内，同时这些干扰之间及干扰与信号之间相互作用产生的三阶互调干扰落入工作带内，这样就会抬高底噪，恶化输出信噪比，影响通信距离、通信质量和速率。由于每个信道的通信容量有限，多信道同时使用又造成干扰，所以直接影响网络容量。目前常用的腔体滤波器和介质滤波器的带内插损在1～3dB，严重影响接收级联的Fn，降低通信距离，由于其带外抑制在1.5～2dB/MHz，不可能在5MHz信道保护带间隔内有几十dB的干扰抑制能力，不能实现每组信道的频道化，每组各信道不能同时使用。由于抗干扰能力太差，不可靠、不稳定，AP只能用于公益，不能用于严格的工业和在复杂环境下工作，也就是不能应用于工业。

5、由于WiFi通信距离短，网络基础设施建设、运行和维护成本必然高，无线互联网公共路杆和供电难获用，很难组成大网，很难实现移动漫游。

发明内容