專利名稱：一種話數(shù)同傳的超短波傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種應(yīng)用于數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)臒o線超短波傳輸 系統(tǒng)，具體涉及一種話數(shù)同傳的超短波傳輸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
超短波(V/UHF)傳輸系統(tǒng)是適用于點對多點運行環(huán)境如軍隊信息收發(fā)、電力設(shè)備 監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)、配網(wǎng)自動化系統(tǒng)、彩票系統(tǒng)、油氣田自動化、水和廢水SCADA 以及實時交易處理應(yīng)用的數(shù)據(jù)遙測無線設(shè)備。目前為中國市場提供超短波(V/UHF)傳輸系統(tǒng)的國外廠商主要有美國MDS公司、 新西蘭大吉TAIT公司、日本日精公司、澳大利亞SPECTRA公司等。另外，更早以前中國市場 上還有日本的健伍、日立、SEIKI和美國MOTOROLA以及加拿大先創(chuàng)等廠家在不同時期生產(chǎn) 過多頻段模擬調(diào)頻超短波(V/UHF)傳輸系統(tǒng)。傳統(tǒng)的超短波(V/UHF)傳輸系統(tǒng)根據(jù)傳輸信息類型通常分為話音超短波(V/UHF) 傳輸系統(tǒng)和數(shù)據(jù)超短波(V/UHF)傳輸系統(tǒng)。采用其中話音超短波(V/UHF)傳輸系統(tǒng)以模擬 話音為傳輸業(yè)務(wù)信息，其系統(tǒng)設(shè)計以模擬信號的傳輸為依據(jù)，對信號的處理形式單一，信號 傳輸性能差；同時，這類系統(tǒng)需另加MODEM才能完成數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸，現(xiàn)已基本上停產(chǎn)。數(shù) 字化話音超短波(V/UHF)傳輸系統(tǒng)將模擬話音數(shù)字化后通過數(shù)字傳輸系統(tǒng)傳輸，具有信號 傳輸質(zhì)量高、信道容量大的特點，得到廣泛應(yīng)用。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)通常以數(shù)字信號處理技術(shù)為基礎(chǔ)，數(shù)字信號處理技術(shù)消除了模擬電 路調(diào)制解調(diào)過程中的不穩(wěn)定，具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。在實際應(yīng)用中，超短波(V/UHF)傳輸系 統(tǒng)往往以單一的話音或數(shù)據(jù)傳輸形式出現(xiàn)。但是隨著應(yīng)用場合的不斷擴展，信息在內(nèi)容和 形式上要求不斷提高，例如在車輛監(jiān)控、調(diào)度無線餐飲管理工業(yè)現(xiàn)場、井下人員管理等業(yè)務(wù) 中，往往需要話音和數(shù)據(jù)同時傳輸。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種話數(shù)同傳的超短波傳輸系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)的超短波 傳輸系統(tǒng)傳輸業(yè)務(wù)種類單一，無法實現(xiàn)話音數(shù)據(jù)同時傳輸?shù)膯栴}。本實用新型所采用的技術(shù)方案是，一種話數(shù)同傳的超短波傳輸系統(tǒng)，包括依次連 接的業(yè)務(wù)信息接口、話數(shù)同傳信號處理模塊、數(shù)傳模塊及天線。本實用新型的特點還在于，其中的話數(shù)同傳信號處理模塊用于完成話音數(shù)據(jù)信號的基帶處理，完成話音信號 數(shù)字化，并且實現(xiàn)與數(shù)據(jù)信號的復(fù)分解。其中的數(shù)傳模塊用于完成基帶數(shù)據(jù)信號可靠傳輸。其中的話數(shù)同傳信號處理模塊包括依次連接的放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、話音壓 縮編碼模塊、信號處理器及接口電路a，放大電路的輸入端與業(yè)務(wù)信息接口相連接，信號處 理器的輸入端還通過RS-232數(shù)據(jù)接口與業(yè)務(wù)信息接口相連接。
3[0012]其中的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊用于將話筒模擬話音信息經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)的Δ — Σ A/D和D/A轉(zhuǎn) 換，輸出8kHz取樣的語音數(shù)據(jù)。其中的話音壓縮編碼模塊用于數(shù)據(jù)話音信號的壓縮編碼，將經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊處 理的高速數(shù)字話音信息通過參量分析，數(shù)據(jù)幀重組等功能壓縮為速率為2400bps的低速數(shù) 字話音信息。其中的信號處理器用于將經(jīng)過話音壓縮編碼處理的低速數(shù)字話音信息和經(jīng)過 RS-232數(shù)據(jù)接口輸入的數(shù)據(jù)信息復(fù)用為4800bps數(shù)據(jù)信息，并送入接口電路a。其中的數(shù)傳模塊，包括依次連接的電調(diào)濾波電路、一次混頻電路、二次混頻電路、 信號調(diào)制解調(diào)電路、電平轉(zhuǎn)換電路、接口電路b，一次混頻電路通過調(diào)制信號放大電路與天 線相連接，信號調(diào)制解調(diào)電路上還連接有本振電路，信號調(diào)制解調(diào)電路還與控制處理器、復(fù) 位電路依次連接。其中的控制處理器用于實現(xiàn)數(shù)傳模塊相關(guān)電路工作狀態(tài)信息的監(jiān)測和控制信息 的產(chǎn)生。本實用新型話數(shù)同傳的超短波傳輸系統(tǒng)的有益效果是，1)實現(xiàn)了話音數(shù)據(jù)同時數(shù)字化傳輸，實際使用中增加了用戶信息傳輸?shù)氖侄?，?便實際應(yīng)用；2)在模數(shù)變換模塊后采用AMBE話音壓縮算法，將高速數(shù)字話音壓縮為2400bps， 實現(xiàn)低速信道占用，保證了話數(shù)同傳；3)采用數(shù)據(jù)復(fù)用技術(shù)，將數(shù)字化話音信息和數(shù)據(jù)信息復(fù)用為4800bps數(shù)據(jù)信息， 實現(xiàn)話數(shù)同傳。

圖1是本實用新型傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型傳輸系統(tǒng)中話數(shù)同傳信號處理模塊原理框圖；圖3是本實用新型傳輸系統(tǒng)中數(shù)傳模塊原理框圖。圖中，1.業(yè)務(wù)信息接口，2.話數(shù)同傳信號處理模塊，3.數(shù)傳模塊，4.天線，5.放 大電路，6.數(shù)字話音編解碼電路，7.數(shù)字話音壓縮電路，8.信號處理器，9.接口電路a， 10. RS-232數(shù)據(jù)接口，11.信號放大電路，12. —次混頻電路，13. 二次混頻電路，14.信號調(diào) 制解調(diào)電路，15.本振電路，16.電平轉(zhuǎn)換電路，17.接口電路b，18.復(fù)位電路，19.控制處理 器，20.電調(diào)濾波電路。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型進行詳細(xì)說明。本實用新型話數(shù)同傳的超短波傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括依次連接的業(yè) 務(wù)信息接口 1、話數(shù)同傳信號處理模塊2、數(shù)傳模塊3及天線4，話數(shù)同傳信號處理模塊2的 結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括依次連接的放大電路5、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊6、話音壓縮編碼模塊7、信號 處理器8及接口電路a9，放大電路5的輸入端與業(yè)務(wù)信息接口 1相連接，信號處理器8的 輸入端還通過RS-232數(shù)據(jù)接口 10與業(yè)務(wù)信息接口 1相連接，數(shù)傳模塊3的結(jié)構(gòu)如圖3所 示，包括依次連接的電調(diào)濾波電路20、一次混頻電路12、二次混頻電路13、信號調(diào)制解調(diào)電路14、電平轉(zhuǎn)換電路16、接口電路bl7，一次混頻電路12通過調(diào)制信號放大電路11與天線 4相連接，信號調(diào)制解調(diào)電路14上還連接有本振電路15，信號調(diào)制解調(diào)電路14還與控制處 理器19、復(fù)位電路18依次連接。本實用新型的工作過程為業(yè)務(wù)信息接口 1與外部的喇叭、話筒、PTT相連接，輸入 話音、數(shù)據(jù)、PTT控制三種信號，輸入的信號首先通過放大電路5送入模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊6處理， 在該模塊中，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊6采用話音帶數(shù)字信號編解碼器。編解碼器將話筒模擬話音信 息經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)的Δ — Σ (Delta-Sigma) A/D和D/A轉(zhuǎn)換，通過編程控制，實現(xiàn)不同精度信號的 控制，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊6變換的話音信息輸出8kHz取樣的語音數(shù)據(jù)(16位線性編碼，8位 A率或8位μ率編碼)，通過串行總線送入話音壓縮編碼模塊7中。話音壓縮編碼模塊7采 用優(yōu)秀的語音壓縮處理器，使其能達到最低2400bps壓縮速率，達到了世界先進水平，而且 能夠確保高質(zhì)量的通話質(zhì)量。從話音壓縮編碼模塊7輸出的數(shù)據(jù)化語音有固定的幀格式， 每一幀有34字節(jié)數(shù)據(jù)，除去幀頭，有24字節(jié)語音數(shù)據(jù)。在20ms周期內(nèi)，若24字節(jié)數(shù)據(jù)全 部被填滿，則其傳輸速率為9600bps。本系統(tǒng)中話音傳輸速率為24000bps，則24字節(jié)語音 數(shù)據(jù)格式中只有6字節(jié)語音數(shù)據(jù)，其余被0填充。我們用這6字節(jié)數(shù)據(jù)作為一幀，再加上幀 頭(包括同步碼、地址碼、類型碼、校驗碼等)，實現(xiàn)分組語音。話音壓縮編碼模塊7采用串行 數(shù)據(jù)線接口，被動工作方式。此時當(dāng)其RX_DI端輸入8kHz取樣的語音數(shù)據(jù)時，在其數(shù)據(jù)線 上會得到周期性的2400bps壓縮語音數(shù)據(jù)(周期20ms，長度6字節(jié))。經(jīng)過話音壓縮編碼模 塊7壓縮處理的語音數(shù)據(jù)通過總線經(jīng)串口輸入信號處理器8 (5，7腳)。同時，業(yè)務(wù)信息接 口 1將數(shù)據(jù)信息通過R S-232數(shù)據(jù)接口 10輸入到信號處理器8(24，25腳)，話音壓縮信號 和數(shù)據(jù)信號在信號處理器8中復(fù)用為4800bps信號。該信號經(jīng)接口電路a9實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換 后由(42，43腳)輸出，接入C0N9插排。接收支路與發(fā)送支路信號處理過程相反。C0N9 (2，3腳)輸出串行數(shù)據(jù)信號，由串行接口電路bl7相連，完成話數(shù)同傳信號 處理模塊2與數(shù)傳模塊3的數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)信號通過電平轉(zhuǎn)換電路16傳入控制處理器19， 在控制處理器19中數(shù)據(jù)信號由信號處理模塊處理經(jīng)過(27，28腳)輸出。該數(shù)據(jù)信號經(jīng)過 信號調(diào)制解調(diào)電路14處理，于本振電路15輸出完成信號調(diào)制，輸出后經(jīng)過二次混頻電路13 的混頻，再進入一次混頻電路12混頻，通過信號放大電路11完成信號功率放大，送入天線 電路4發(fā)射。數(shù)傳模塊的接收支路，信號由天線4進入信號放大電路11，經(jīng)過限幅電路限幅后 進入電調(diào)濾波電路20進行濾波，然后進入一次混頻電路12，進行第一次混頻，然后通過二 次混頻電路13進行二次混頻，再進入信號調(diào)制解調(diào)電路14，本振電路15為兩個混頻器提供 本振?；祛l后再通過信號放大電路11進行中頻放大、場強檢測，最后進入信號調(diào)制解調(diào)電 路14進行正交解調(diào)，解調(diào)出數(shù)據(jù)信號，數(shù)據(jù)信號進入控制處理器19進行處理?？刂铺幚砥?19為單片機，控制電調(diào)濾波電路20的調(diào)諧電壓，以及音頻處理單元等電路的多個部分。最 后由單片機控制屏顯輸出。電平轉(zhuǎn)換電路16，將接口外部的RS-232電平轉(zhuǎn)換為邏輯電平， 同時也將電路的邏輯電平轉(zhuǎn)換為RS-232電平輸出(雙向)。數(shù)傳模塊3采用帶根雙二進制過濾的連續(xù)相位頻率鍵控(CPFSK)調(diào)制(兩個 Nyquist形狀，根自乘余弦響應(yīng)值和)。解調(diào)采用Virterbi解碼器和均衡軟判決解碼。利 用數(shù)字信號處理(DSP)完成調(diào)制和解調(diào)。DSP可適應(yīng)碼元到碼元之間的差異，從而可以保證 在-30到+70攝氏度的環(huán)境的溫度下，保持連續(xù)性和可重復(fù)性的性能。數(shù)字信號處理技術(shù)
5消除了模擬電路調(diào)制解調(diào)過程中的不穩(wěn)定及變化。 超短波傳輸系統(tǒng)在系統(tǒng)應(yīng)用中，設(shè)置任一電臺為中心主機，其余電臺為分機，實現(xiàn) 主從結(jié)構(gòu)的呼叫對講和數(shù)據(jù)傳輸。在任一電臺操作中，按下PTT按鍵后，電臺中數(shù)話同傳信 號處理模塊2將來自麥克風(fēng)的模擬語音進行數(shù)字變換，然后經(jīng)聲碼器進行語音壓縮編碼， 壓縮編碼后的數(shù)字語音信號由單片機處理，復(fù)用RS-232數(shù)據(jù)信息后，形成基帶數(shù)據(jù)信息， 經(jīng)過接口電路送往數(shù)傳模塊3 ；數(shù)傳模塊經(jīng)過數(shù)字調(diào)制、混頻放大后，通過天線4向外發(fā)送； 松開PTT按鍵后，單片機接收來自數(shù)傳模塊3的語音編碼數(shù)據(jù)，并經(jīng)聲碼器合成為數(shù)字線性 語音信號，通過D / A轉(zhuǎn)換為模擬語音信號，經(jīng)功放驅(qū)動喇叭，發(fā)出聲音。同時話數(shù)同傳信 號處理模塊2通過RS-232數(shù)據(jù)接口 10接口接收、發(fā)送數(shù)據(jù)，經(jīng)過單片機與數(shù)字化話音信息 復(fù)用形成基帶信息，再通過數(shù)傳模塊3完成數(shù)據(jù)收發(fā)。
權(quán)利要求一種話數(shù)同傳的超短波傳輸系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的業(yè)務(wù)信息接口(1)、話數(shù)同傳信號處理模塊(2)、數(shù)傳模塊(3)及天線(4)，所述的話數(shù)同傳信號處理模塊(2)用于完成話音數(shù)據(jù)信號的基帶處理，完成話音信號數(shù)字化，并且實現(xiàn)與數(shù)據(jù)信號的復(fù)分解；所述的話數(shù)同傳信號處理模塊(2)包括依次連接的放大電路(5)、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(6)、話音壓縮編碼模塊(7)、信號處理器(8)及接口電路a(9)，所述的放大電路(5)的輸入端與業(yè)務(wù)信息接口(1)相連接，所述的信號處理器(8)的輸入端還通過RS 232數(shù)據(jù)接口(10)與業(yè)務(wù)信息接口(1)相連接；所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(6)用于將話筒模擬話音信息經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)的△－∑A/D和D/A轉(zhuǎn)換，輸出8kHz取樣的語音數(shù)據(jù)；所述的話音壓縮編碼模塊(7)用于數(shù)據(jù)話音信號的壓縮編碼，將經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(6)處理的高速數(shù)字話音信息通過參量分析，數(shù)據(jù)幀重組壓縮為速率為2400bps的低速數(shù)字話音信息；所述的信號處理器(8)用于將經(jīng)過話音壓縮編碼(7)處理的低速數(shù)字話音信息和經(jīng)過RS 232數(shù)據(jù)接口(10)輸入的數(shù)據(jù)信息復(fù)用為4800bps數(shù)據(jù)信息，并送入接口電路a(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的話數(shù)同傳的超短波傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)傳模塊 (3)用于完成基帶數(shù)據(jù)信號傳輸。
3 根據(jù)權(quán)利要求1所述的話數(shù)同傳的超短波傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)傳模塊 (3)，包括依次連接的電調(diào)濾波電路(20)、一次混頻電路(12)、二次混頻電路(13)、信號調(diào) 制解調(diào)電路(14)、電平轉(zhuǎn)換電路(16)、接口電路b (17)，所述的一次混頻電路(12)通過調(diào) 制信號放大電路(11)與天線(4)相連接，所述的信號調(diào)制解調(diào)電路(14)上還連接有本振電 路(15)，信號調(diào)制解調(diào)電路(14)還與控制處理器(19)、復(fù)位電路(18)依次連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的話數(shù)同傳的超短波傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制處理 器(19)用于實現(xiàn)數(shù)傳模塊相關(guān)電路工作狀態(tài)信息的監(jiān)測和控制信息的產(chǎn)生。
專利摘要本實用新型公開的一種話數(shù)同傳的超短波傳輸系統(tǒng)，包括依次連接的業(yè)務(wù)信息接口、話數(shù)同傳信號處理模塊、數(shù)傳模塊及天線。本實用新型話數(shù)同傳的超短波傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)了話音數(shù)據(jù)同時數(shù)字化傳輸，采用數(shù)據(jù)復(fù)用技術(shù)，將數(shù)字化話音信息和數(shù)據(jù)信息復(fù)用為4800bps數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)話數(shù)同傳，在模數(shù)變換模塊后采用AMBE話音壓縮算法，將高速數(shù)字話音壓縮為2400bps，實現(xiàn)低速信道占用，保證了話數(shù)同傳。
文檔編號H04M11/06GK201742398SQ201020170180
公開日2011年2月9日 申請日期2010年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月26日
發(fā)明者宋愛民, 楊忠春, 梁俊, 牛紅波, 郭興陽 申請人:中國人民解放軍空軍工程大學(xué)