專利名稱：數(shù)字無中心多信道選址移動通信設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字無中心多信道選址移動通信設(shè)備、尤其是900MHz數(shù)字無中心多信道選址移動通信設(shè)備。
背景技術(shù)：
900MHz全數(shù)字自主多信道無線系統(tǒng)是指沒有作轉(zhuǎn)發(fā)用基站的移動通信系統(tǒng)，由于基站也常被人們稱作無線電中心，故900MHz全數(shù)字自主多信道無線系統(tǒng)又稱無中心系統(tǒng)。而現(xiàn)今我們使用的手機，無論是GSM還是CDMA系統(tǒng)，都有大量作轉(zhuǎn)發(fā)用基站的支持，均為有中心移動通信系統(tǒng)。
公眾無線通信和無線專網(wǎng)通信是無線通信的兩大應(yīng)用領(lǐng)域，公眾無線通信橫向、跨行業(yè)、面向全社會，而專網(wǎng)通信以垂直的行業(yè)應(yīng)用或某些特定領(lǐng)域的應(yīng)用為主。以美國為例，在1990年，在美國獲得許可證的非蜂窩無線系統(tǒng)就擁有1200萬的用戶，這比當(dāng)時蜂窩用戶數(shù)目多兩倍。1995年美國的移動和便攜式無線電用戶數(shù)量已達(dá)到一億左右，占美國人口總數(shù)的37％。由此可見，隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，無線專網(wǎng)市場將會有巨大的發(fā)展。
中國自1983年由北京市無線電管理委員會和北京電子學(xué)會通過日本健伍公司引進(jìn)四臺900MHz無中心多信道選址系統(tǒng)車載臺(模擬系統(tǒng))，由北方交大與無錫無線電廠合作仿制研發(fā)，對900MHz無中心電臺進(jìn)行初步分析研究并進(jìn)行了900MHz電波傳播特性的測試和試驗。原電子工業(yè)部七所對900MHz無中心電臺進(jìn)行了技術(shù)跟蹤，并與無錫無線電廠合作進(jìn)行體制分析、專題研究、樣機研制等工作。1990年原電子部七所與719廠合作小批量生產(chǎn)固定臺、車載臺及中繼臺等產(chǎn)品。在此期間，天津712廠和其它單位亦批量引進(jìn)日本900MHz電臺大散件在國內(nèi)組網(wǎng)應(yīng)用。
900MHz無中心多信道選址通信系統(tǒng)在中國經(jīng)過了10多年的使用，探索了適合中國的技術(shù)體制，并于1995年發(fā)布了兩個國家標(biāo)準(zhǔn)《無中心多信道選址移動通信系統(tǒng)體制》和《無中心多信道移動通信設(shè)備總規(guī)范》。
無中心多信道選址通信系統(tǒng)的優(yōu)點是
1、將集中控制轉(zhuǎn)為分散控制，無需造價高昂、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的交換控制中心，設(shè)備投資費用低廉，組網(wǎng)靈活。
2、多信道共用，解決了傳輸線路分享，提高了頻譜利用率。
3、數(shù)字選呼，編碼容量大，接續(xù)速度快。
無中心多信道選址通信系統(tǒng)對用戶來講，最大的好處是一次性購置了設(shè)備后無需再支付每月的通信費用，因此900MHz無中心多信道選址通信系統(tǒng)在有關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用中有著蜂窩公網(wǎng)系統(tǒng)(如GSM系統(tǒng)，CDMA系統(tǒng))和集群調(diào)度系統(tǒng)所不具備的明顯優(yōu)勢。
傳統(tǒng)模擬無中心系統(tǒng)無線專網(wǎng)產(chǎn)品是20年前仿日本的產(chǎn)品，其主要功能僅僅是通話，已不能滿足各行各業(yè)從自身業(yè)務(wù)出發(fā)對無線通信的要求。國家標(biāo)準(zhǔn)GB 15160《無中心多信道選址移動通信系統(tǒng)體制》規(guī)定的無中心多信道選址移動通信系統(tǒng)的控制信令采用副載波MSK的調(diào)制方式，語音采用符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 15844.1《移動通信專業(yè)調(diào)頻收/發(fā)信機通用規(guī)范》的模擬調(diào)制方式。這種符合GB 15160標(biāo)準(zhǔn)的模擬無中心系統(tǒng)產(chǎn)品僅完成對講功能，而且通話質(zhì)量和保密性能較差。隨著當(dāng)前經(jīng)濟的發(fā)展，中國各行各業(yè)需要新一代的具有話、數(shù)、圖功能的無線專網(wǎng)無中心系統(tǒng)產(chǎn)品，此外一些特殊領(lǐng)域在保密等方面也有一定要求。但由于中國的無線通信制造業(yè)基本上還是停留在跟隨與仿造階段，對無線通信產(chǎn)品、尤其是900MHz以上的無線通信產(chǎn)品的自主研發(fā)能力較弱，目前的現(xiàn)狀是無線專網(wǎng)有巨大的應(yīng)用市場需求而無適銷對路的產(chǎn)品。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，無線專網(wǎng)在各行各業(yè)的需求迅速上升，而公眾無線通信網(wǎng)又不能全部替代專網(wǎng)，因此出現(xiàn)了無線專網(wǎng)市場的真空。中國信息產(chǎn)業(yè)部無線局在2002年發(fā)文指出近年來，無中心控制多信道選址移動通信系統(tǒng)發(fā)展緩慢，但目前各行業(yè)對無線對講機及短數(shù)據(jù)傳輸通信服務(wù)有大量需求，而150MHz、450MHz頻段的頻率資源已無法滿足需求，應(yīng)重視推廣使用900MHz無中心通信系統(tǒng)。信息產(chǎn)業(yè)部無線局并確認(rèn)該系統(tǒng)可承擔(dān)語音和部分短數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，適用于單位專網(wǎng)通信及居民社區(qū)管理通信等用途。在2004年內(nèi)，信息產(chǎn)業(yè)部無線局對900MHz無中心通信系統(tǒng)曾先后召開了三次座談會，其主要精神是先用兩年時間用900MHz無中心通信系統(tǒng)替代450MHz頻段的無線對講機，再用兩年時間用900MHz無中心通信系統(tǒng)替代150MHz頻段的無線對講機。據(jù)了解，我國目前150MHz、450MHz頻段的無線對講機擁有量為五千多萬臺，這一更換，每年將是一千多萬臺的大市場。我們目前推出的新一代900MHz全數(shù)字自主多信道無線系統(tǒng)用全新的數(shù)字技術(shù)代替模擬技術(shù)，是國內(nèi)目前唯一的900MHz全數(shù)字自主多信道無線系統(tǒng)。更為重要的是該項產(chǎn)品的核心技術(shù)RF模塊全部是由中國自主開發(fā)。新一代900MHz全數(shù)字自主多信道無線系統(tǒng)的推出將會極大地推動我國無線專網(wǎng)市場的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是用數(shù)字移動通信技術(shù)來實現(xiàn)無中心多信道選址移動通信設(shè)備、尤其是900MHz無中心多信道選址移動通信設(shè)備，使得能夠改善通話質(zhì)量和保密性，實現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)、圖像的傳輸，以及便于壓縮帶寬，從而提高頻譜資源利用率。
本發(fā)明提供一種數(shù)字無中心多信道選址移動通信設(shè)備，其包括PCM編解碼模塊，用于進(jìn)行語音信號和PCM編碼流之間的轉(zhuǎn)換；語音壓縮和解壓縮芯片，用于將PCM編碼流壓縮為語音數(shù)據(jù)以及將語音數(shù)據(jù)解壓縮為PCM編碼流，以及射頻集成電路模塊，用于對語音數(shù)據(jù)進(jìn)行射頻數(shù)字調(diào)制和解調(diào)。
相對于傳統(tǒng)模擬無中心系統(tǒng)無線專網(wǎng)產(chǎn)品均為單工按講通話方式，通過本發(fā)明利用以上設(shè)備能在915-917MHz頻率范圍內(nèi)的每個25KHz帶寬內(nèi)使信道數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到4.8Kbit/S、9.6Kbit/S或19.2KBit/S。由此能夠很好地滿足話、數(shù)、圖的傳輸要求。根據(jù)這種900MHz全數(shù)字自主多信道無線系統(tǒng)，用全新的數(shù)字技術(shù)代替模擬技術(shù)，其組網(wǎng)方式靈活，無需造價高昂、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的交換控制中心和基站即可實現(xiàn)移動通信設(shè)備之間的雙工通話、數(shù)據(jù)傳輸及圖象傳輸，可隨時隨地組織起覆蓋半徑達(dá)到5-6公里的通信指揮網(wǎng)，為各行業(yè)提供專門的服務(wù)。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，所述語音壓縮和解壓縮芯片以每20ms一幀的形式輸出語音數(shù)據(jù)或PCM編碼流。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，所述語音壓縮和解壓縮芯片為數(shù)字信號處理器芯片或?qū)Ｓ眯酒?br> 在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，所述射頻集成電路模塊對語音數(shù)據(jù)進(jìn)行FSK調(diào)制，尤其是進(jìn)行2FSK、3FSK或4FSK調(diào)制。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，本發(fā)明的數(shù)字無中心多信道選址移動通信設(shè)備此外包含微控制器，用于將語音數(shù)據(jù)組織成數(shù)據(jù)報文以及進(jìn)行數(shù)據(jù)同步和識別，并且所述PCM編解碼模塊、所述語音壓縮和解壓縮芯片以及所述射頻集成電路模塊都連接到該微控制器上。
優(yōu)選地，在所述微控制器上還連接有前置運算放大器、音頻功率放大器、用于顯示的LCD模塊、用于鍵入或選擇操作指令的鍵盤、和用于按用戶預(yù)定程序進(jìn)行整機電源控制與管理的電源管理裝置。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，本發(fā)明的數(shù)字無中心多信道選址移動通信設(shè)備此外包含用于單工通信的揚聲器和耳機，用于雙工通信的傳聲器和耳麥，射頻驅(qū)動器，低噪聲放大器，射頻功率放大器，濾波器，天線開關(guān)和天線，其中所述射頻驅(qū)動器、所述低噪聲放大器和所述射頻功率放大器能夠被連接到所述微控制器上。
在本發(fā)明的進(jìn)一步的改進(jìn)方案中，在所述語音壓縮和解壓縮芯片與所述射頻集成電路模塊之間連接有受所述微控制器控制的現(xiàn)場可編程門陣列或復(fù)雜可編程邏輯器件。
在本發(fā)明的進(jìn)一步的改進(jìn)方案中，在所述微控制器上還連接有用于存儲本級參數(shù)設(shè)定或圖文、或者臨時或過程隨機數(shù)據(jù)的存儲器。


圖1示出本發(fā)明的數(shù)字無中心多信道選址移動通信設(shè)備的功能模塊框圖。
具體實施例方式
下面參考附圖借助實施例來更詳細(xì)地闡述本發(fā)明。
在圖1中示出了本發(fā)明的數(shù)字無中心多信道選址移動通信設(shè)備的一個實施例，其包括PCM編解碼器(CODEC)、語音DSP(數(shù)字信號處理器)以及RF IC(射頻集成電路)模塊。此外該數(shù)字無中心多信道選址移動通信設(shè)備包括MCU(微控制器)，并且所述PCM編解碼器、所述語音DSP以及所述RF IC模塊都連接到該MCU上。
可選地，在所述語音DSP與所述RF IC模塊之間還可以連接受該MCU控制的FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)或CPLD(復(fù)雜可編程邏輯器件)。
此外，該數(shù)字無中心多信道選址移動通信設(shè)備還包括用于單工通信的揚聲器和耳機，用于雙工通信的傳聲器和耳麥，音頻OP(運算放大器)，音頻PA(功率放大器)，RF驅(qū)動器，LNA(低噪聲放大器)，RF PA，LPF(低通濾波器)，BPF(帶通濾波器)，發(fā)送/接收開關(guān)和天線，其中音頻OP、音頻PA連接在MCU上，而RF驅(qū)動器、LNA和RF PA可以被連接到所述MCU上。
下面描述本發(fā)明的數(shù)字無中心多信道選址移動通信設(shè)備的工作原理。
在發(fā)送信號時，語音信號在通過傳聲器或耳麥被拾取之后由音頻OP、音頻PA進(jìn)行放大，放大后的語音信號被輸入到PCM編解碼器中。該PCM編解碼器在對輸入信號進(jìn)行模數(shù)采樣之后將其轉(zhuǎn)換為PCM編碼流。該PCM編碼流通過語音DSP被壓縮為語音數(shù)據(jù)，其中該語音DSP以每20ms一幀的形式輸出該語音數(shù)據(jù)。接著，由MCU或在該MCU控制下的FPGA或CPLD將該語音數(shù)據(jù)組織成數(shù)據(jù)報文。隨后由RF IC對該數(shù)據(jù)報文進(jìn)行FSK調(diào)制，其中可以根據(jù)使用環(huán)境或不同型號產(chǎn)品對該數(shù)據(jù)報文進(jìn)行2FSK、3FSK或4FSK調(diào)制。調(diào)制后的射頻信號在通過RF驅(qū)動器進(jìn)行驅(qū)動放大以及通過RF PA進(jìn)行射頻功率放大之后被傳輸?shù)絃PF以抑制雜散輻射。濾波后的信號經(jīng)由發(fā)送/接收開關(guān)通過天線被發(fā)射出去。
在接收信號時，由天線感應(yīng)空中電磁信號，接著該信號經(jīng)由發(fā)送/接收開關(guān)被傳輸?shù)紹PF以濾除帶外雜波。隨后，濾波后的信號經(jīng)由LNA通過RF IC被解調(diào)。解調(diào)后的信號被傳輸?shù)組CU或在該MCU控制下的FPGA或CPLD以進(jìn)行數(shù)據(jù)同步和識別。接著，語音數(shù)據(jù)通過語音DSP被解壓縮為PCM數(shù)據(jù)流。該PCM數(shù)據(jù)流通過PCM編解碼器被還原成模擬音頻信號。最后，該模擬音頻信號通過音頻PA進(jìn)行音頻功率放大以驅(qū)動揚聲器或耳機發(fā)聲。
此外，在所述微控制器上還連接有用于顯示操作菜單、工作狀態(tài)、呼叫過程等的LCD模塊、用于鍵入或選擇操作命令的鍵盤、和用于按用戶預(yù)定程序進(jìn)行整機電源控制與管理的電源管理裝置。這些器件的工作原理與過程是現(xiàn)有技術(shù)中常見的，在此不進(jìn)行贅述。
在所述微控制器上還可以連接用于存儲本級參數(shù)設(shè)定或圖文的存儲器、例如EEPROM或閃存ROM。
此外，在所述微控制器上還可以連接用于存儲臨時或過程隨機數(shù)據(jù)的存儲器、例如RAM。
該數(shù)字無中心多信道選址移動通信設(shè)備應(yīng)用于915-917MHz的頻帶。所述頻帶被劃分為80個帶寬為25kHz的通信信道，其中1個通信信道被用作控制信道，79個通信信道被用作數(shù)據(jù)信道。信道數(shù)據(jù)傳輸速率為4.8Kbit/S、9.6Kbit/S或19.2Kbit/S。
在本發(fā)明的數(shù)字無中心多信道選址移動通信設(shè)備的實施方案中還可以采用各種其它的數(shù)字調(diào)制方式，以滿足盡可能窄的頻帶(25K、12.5K等)以及盡可能高的數(shù)據(jù)傳輸速率(19.2Kbit/S、9.6Kbit/S、4.8Kbit/S等)的要求。此外，可以采用各種不同的語音編解碼技術(shù)，以滿足高的(2K、2.4K、3.6K等)的壓縮率要求，從而提高頻譜資源利用率。
盡管已參考本發(fā)明的優(yōu)選實施例來描述了本發(fā)明，但并不意圖將本發(fā)明限于具體實施例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到在不背離如所附的權(quán)利要求中所闡述的本發(fā)明的精神和范圍的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)所公開的主題的各種變型、改進(jìn)和組合。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字無中心多信道選址移動通信設(shè)備，包括PCM編解碼模塊，用于進(jìn)行語音信號和PCM編碼流之間的轉(zhuǎn)換，語音壓縮和解壓縮芯片，用于將PCM編碼流壓縮為語音數(shù)據(jù)以及將語音數(shù)據(jù)解壓縮為PCM編碼流，以及射頻集成電路模塊，用于對語音數(shù)據(jù)進(jìn)行射頻數(shù)字調(diào)制和解調(diào)。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字無中心多信道選址移動通信設(shè)備，其特征在于所述語音壓縮和解壓縮芯片以每20ms一幀的形式輸出語音數(shù)據(jù)或PCM編碼流。
3.如權(quán)利要求1或2所述的數(shù)字無中心多信道選址移動通信設(shè)備，其特征在于所述語音壓縮和解壓縮芯片為數(shù)字信號處理器芯片或?qū)Ｓ眯酒?br> 4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字無中心多信道選址移動通信設(shè)備，其特征在于所述射頻集成電路模塊對語音數(shù)據(jù)進(jìn)行FSK調(diào)制。
5.如權(quán)利要求4所述的數(shù)字無中心多信道選址移動通信設(shè)備，其特征在于所述射頻集成電路模塊對語音數(shù)據(jù)進(jìn)行2FSK、3FSK或4FSK調(diào)制。
6.如權(quán)利要求1的數(shù)字無中心多信道選址移動通信設(shè)備，其特征在于所述數(shù)字無中心多信道選址移動通信設(shè)備應(yīng)用于915-917MHz的頻帶。
7.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字無中心多信道選址移動通信設(shè)備，其特征在于此外包括微控制器，用于將語音數(shù)據(jù)組織成數(shù)據(jù)報文以及進(jìn)行數(shù)據(jù)同步和識別，并且所述PCM編解碼模塊、所述語音壓縮和解壓縮芯片以及所述射頻集成電路模塊都連接到該微控制器上。
8.如權(quán)利要求7所述的數(shù)字無中心多信道選址移動通信設(shè)備，其特征在于在所述微控制器上還連接有前置運算放大器、音頻功率放大器、用于顯示的LCD模塊、用于鍵入或選擇操作指令的鍵盤、和用于按用戶預(yù)定程序進(jìn)行整機電源控制與管理的電源管理裝置。
9.如權(quán)利要求8所述的數(shù)字無中心多信道選址移動通信設(shè)備，其特征在于此外包括用于單工通信的揚聲器和耳機，用于雙工通信的傳聲器和耳麥，射頻驅(qū)動器、低噪聲放大器、射頻功率放大器、濾波器和天線開關(guān)，其中所述射頻驅(qū)動器、所述低噪聲放大器和所述射頻功率放大器能夠被連接到所述微控制器上。
10.如權(quán)利要求9所述的數(shù)字無中心多信道選址移動通信設(shè)備，其特征在于在所述語音壓縮和解壓縮芯片與所述射頻集成電路模塊之間連接有受所述微控制器控制的現(xiàn)場可編程門陣列或復(fù)雜可編程邏輯器件。
11.如權(quán)利要求9或10所述的數(shù)字無中心多信道選址移動通信設(shè)備，其特征在于在所述微控制器上還連接有用于存儲本級參數(shù)設(shè)定或圖文、或者臨時或過程隨機數(shù)據(jù)的存儲器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種數(shù)字無中心多信道選址移動通信設(shè)備，尤其是900MHz數(shù)字無中心多信道選址移動通信設(shè)備，使得通過利用本發(fā)明移動通信設(shè)備能夠改善通話質(zhì)量和保密性，實現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)、圖像的傳輸，以及便于壓縮帶寬，從而提高頻譜資源利用率。該數(shù)字無中心多信道選址移動通信設(shè)備包括PCM編解碼模塊，用于進(jìn)行語音信號和PCM編碼流之間的轉(zhuǎn)換；語音壓縮和解壓縮芯片，用于將PCM編碼流壓縮為語音數(shù)據(jù)以及將語音數(shù)據(jù)解壓縮為PCM編碼流，以及射頻集成電路模塊，用于對語音數(shù)據(jù)進(jìn)行射頻數(shù)字調(diào)制和解調(diào)。
文檔編號H04Q7/32GK101043224SQ20071009669
公開日2007年9月26日 申請日期2007年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月23日
發(fā)明者陳益中, 王強, 徐政偉 申請人:陳益中, 王強, 徐政偉