本實(shí)用新型涉及國家重點(diǎn)支持的高新技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種中國鐵路GSM-R雙模手持終端系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前中國新建鐵路無線通信系統(tǒng)覆蓋為GSM-R方式，工作頻點(diǎn)在885-889MHz/930-934MHz，既有線路覆蓋、應(yīng)急對(duì)講依舊采用450M通信模式，通信頻率為457-469MHz，目前在用的通信終端設(shè)備為單一的GSM-R終端設(shè)備或者450M終端設(shè)備。在鐵路行業(yè)工作中，兩種通訊網(wǎng)絡(luò)將長期并存，工作人員在作業(yè)中，經(jīng)常需要在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)覆蓋下分別使用GSM-R手持終端或者450MHz對(duì)講設(shè)備，非常不方面。在此情況下，鐵路用戶急需一種手持終端，該手持終端具備GSM-R功能、400M數(shù)字對(duì)講（兼容模擬）、北斗定位等功能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種中國鐵路GSM-R雙模手持終端系統(tǒng)，其實(shí)現(xiàn)了多種通信功能模式的組合和兼容，可實(shí)現(xiàn)語音通信、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、通話加密和錄音功能，可通過內(nèi)置衛(wèi)星定位模塊獲取精確位置定位信息，適合于鐵路外勤作業(yè)人員使用，具有良好的推廣應(yīng)用前景；具有北斗定位功能，提高鐵路作業(yè)人員的工作效率，降低設(shè)備管理人員的工作強(qiáng)度，降低設(shè)備采購成本。
本實(shí)用新型是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的：一種中國鐵路GSM-R雙模手持終端系統(tǒng)包括：
主控MCU模塊，用于控制系統(tǒng)，完成數(shù)字調(diào)制解調(diào)和語音編解碼；
時(shí)鐘模塊，用于通過一個(gè)19.2MHz TCXO晶體震蕩器為MCU主處理器提供時(shí)鐘輸入，時(shí)鐘精度為正負(fù)20ppm，滿足MCU及數(shù)字電路系統(tǒng)的時(shí)鐘精度要求；
基帶電源模塊，包括第一級(jí)電路、第二級(jí)電路，第一級(jí)電路采用一顆TPS62110 DCDC降壓電源芯片將電池電壓降到5V，提供給GSM模組、音頻功放和電源管理芯片；第二級(jí)電路采用一顆電源管理芯片對(duì)多路電源進(jìn)行管理，電源管理芯片帶有3路DCDC及2路LDO電源輸出，滿足系統(tǒng)多電壓的需求，電源管理芯片還帶有4路ADC，用于電池電壓、音量模擬信號(hào)檢測；通過MCU的I2C及IO控制口，對(duì)電源管理芯片進(jìn)行電壓輸出控制，ADC采樣數(shù)據(jù)讀取及電源開關(guān)控制；
外部存儲(chǔ)器，采用一顆256Mbits的nor flash和一顆512Mbits的DDR SDRAM，nor flash用于程序及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，保證掉電后數(shù)據(jù)不丟失；DDR SDRAM用于程序運(yùn)行中的快速讀寫，提高系統(tǒng)運(yùn)行能力，掉電后數(shù)據(jù)無法恢復(fù)；
音頻模塊，用于完成音頻的輸入和輸出；
TFT顯示模塊，用于顯示信息；
鍵盤模塊，用于短信打字，電話撥號(hào)；
GSM模塊，用于MCU通過IO口檢測及控制GSM的狀態(tài)，通過uart口對(duì)GSM進(jìn)行AT命令控制及命令執(zhí)行的狀態(tài)讀取，通過MCASP口與GSM互通交換語音數(shù)據(jù)，通過數(shù)字語音通道的方式，方便的對(duì)通話語音進(jìn)行錄音；
GPS模塊，用于MCU通過uart口接收GPS定位信息；同時(shí)用uart口對(duì)模組進(jìn)行配置；
AD9864模塊，用于完成對(duì)射頻中頻信號(hào)的轉(zhuǎn)換處理，將未解調(diào)的串行數(shù)字I/Q信號(hào)輸入給DSP進(jìn)行處理；MCU通過SPI口對(duì)ad9864進(jìn)行配置，通過mcbsp0的RX通道接收ad9864轉(zhuǎn)換輸出的串行數(shù)字I/Q信號(hào)；
頻率合成模塊，用于為接收通道提供本振信號(hào)，振信號(hào)的質(zhì)量直接影響整個(gè)接收機(jī)的性能；
RF TX模塊，用于把需要的調(diào)制信號(hào)分別注入到本振參考信號(hào)和VCO調(diào)制輸入端，通過間接數(shù)字鎖相的方式鎖定到需要的頻點(diǎn)上，通過功率放大器輸出；
RF RX模塊，用于將接收下來的信號(hào)通過前級(jí)的帶通濾波器選出所需要的信號(hào)進(jìn)行放大濾波，送入的混頻器與本振信號(hào)進(jìn)行混頻，輸出一個(gè)固定的中頻信號(hào)，再通過窄帶濾波器選出中頻信號(hào)進(jìn)行放大送入到后級(jí)電路。
優(yōu)選地，所述主控MCU模塊采用OMAP-L132雙核處理器，其包括200-MHz的ARM926EJ-S、200-MHz的C674x Fixed/Floating-Point VLIW DSP，ARM926EJ-S作為系統(tǒng)的主控制器，C674x完成數(shù)字調(diào)制解調(diào)和語音編解碼。
優(yōu)選地，所述音頻模塊采用codec tlv320aic3204和audio pa TPA2013D1；tlv320aic3204作為音頻編解碼器，完成模擬語音信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換和處理，音頻功放TPA2013D1完成對(duì)模擬語音信號(hào)的放大輸出至喇叭；Int mic和Int speaker組成常用的整機(jī)呼叫語音輸入與輸出；ext mic和ext speaker連接至附件接口，用于耳機(jī)的語音輸入輸出；low mic和receiver組成GSM通話時(shí)的語音輸入輸出；MCU通過I2C0口對(duì)codec進(jìn)行配置，通過mcbsp1和codec交換語音數(shù)字信號(hào)，在MCU內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)語音的編解碼。
優(yōu)選地，所述TFT顯示模塊采用一個(gè)2.0英寸、262k color、176 x 220dots像素的TFT屏。
優(yōu)選地，所述鍵盤模塊采用全鍵盤設(shè)計(jì)，鍵盤模塊的電路采用矩陣鍵盤設(shè)計(jì)。
優(yōu)選地，所述GSM模塊采用高性能GSM-R模組。
優(yōu)選地，所述GPS模塊采用CPBD1010多定位系統(tǒng)模組。
優(yōu)選地，所述頻率合成模塊采用間接數(shù)字式頻率合成器。
優(yōu)選地，所述RF TX模塊采用兩點(diǎn)調(diào)注入式射頻信號(hào)傳送器。
優(yōu)選地，所述RF RX模塊采用超外差式射頻信號(hào)接收器。
本實(shí)用新型的積極進(jìn)步效果在于：本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了多種通信功能模式的組合和兼容，組網(wǎng)靈活，通話清晰，傳輸距離遠(yuǎn)，屏幕顯示信息量大，在強(qiáng)光源照射下顯示清晰，待機(jī)時(shí)間長，可靠性高，可實(shí)現(xiàn)語音通信、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、通話加密和錄音功能，可通過內(nèi)置衛(wèi)星定位模塊獲取精確位置定位信息，查詢當(dāng)前設(shè)備所處的具體位置，如所屬區(qū)段和線路位置等信息，適合于鐵路外勤作業(yè)人員使用，具有良好的推廣應(yīng)用前景；具有北斗定位功能，提高鐵路作業(yè)人員的工作效率，降低設(shè)備管理人員的工作強(qiáng)度，降低設(shè)備采購成本。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型中國鐵路GSM-R雙模手持終端系統(tǒng)的系統(tǒng)框架圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖給出本實(shí)用新型較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
如圖1所示，本實(shí)用新型中國鐵路GSM-R（Global System for Mobile Communications–Railway，鐵路全球移動(dòng)通信系統(tǒng)）雙模手持終端系統(tǒng)包括主控MCU（Microcontroller Unit，微控制單元）模塊、時(shí)鐘模塊、基帶電源模塊、外部存儲(chǔ)器、音頻模塊、TFT（Thin Film Transistor，薄膜晶體管）顯示模塊、鍵盤模塊、GSM（Global System for Mobile Communication，全球移動(dòng)通信系統(tǒng)）模塊、GPS（Global Positioning System，全球定位系統(tǒng)）模塊、AD9864（通用中頻子系統(tǒng)）模塊、頻率合成模塊、RF TX（Radio Frequency transmit，射頻信號(hào)傳送）模塊、RF RX（Radio Frequency receive，射頻信號(hào)接收）模塊，其中：
主控MCU模塊，用于控制系統(tǒng)，完成數(shù)字調(diào)制解調(diào)和語音編解碼；
時(shí)鐘模塊，用于通過一個(gè)19.2MHz TCXO（Temperature Compensate X'tal(crystal) Oscillator，溫度補(bǔ)償X'tal（晶體）震蕩器）晶體震蕩器為MCU主處理器提供時(shí)鐘輸入，時(shí)鐘精度為正負(fù)20ppm（part per million，百萬分之），滿足MCU及數(shù)字電路系統(tǒng)的時(shí)鐘精度要求；
基帶電源模塊，包括第一級(jí)電路、第二級(jí)電路，第一級(jí)電路采用一顆TPS62110 DCDC（Direct Current Direct Current，直流電源）降壓電源芯片將電池電壓降到5V，提供給GSM模組、音頻功放和電源管理芯片；第二級(jí)電路采用一顆電源管理芯片對(duì)多路電源進(jìn)行管理，電源管理芯片帶有3路DCDC及2路LDO（low dropout regulator，低壓差線性穩(wěn)壓器）電源輸出，滿足系統(tǒng)多電壓的需求，電源管理芯片還帶有4路ADC（Analog-to-Digital Converter，模數(shù)轉(zhuǎn)換器），用于電池電壓、音量模擬信號(hào)檢測；通過MCU的I2C（Inter－Integrated Circuit，兩線式串行總線）及IO（Image Orthicon，超正析象管）控制口，對(duì)電源管理芯片進(jìn)行電壓輸出控制，ADC采樣數(shù)據(jù)讀取及電源開關(guān)控制；
外部存儲(chǔ)器，采用一顆256Mbits（兆比特位）的nor flash（非易失閃存技術(shù)）和一顆512Mbits的DDR SDRAM（Double Data Rate SDRAM，雙倍速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器），nor flash用于程序及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，保證掉電后數(shù)據(jù)不丟失；DDR SDRAM用于程序運(yùn)行中的快速讀寫，提高系統(tǒng)運(yùn)行能力，掉電后數(shù)據(jù)無法恢復(fù)；
音頻模塊，用于完成音頻的輸入和輸出；
TFT顯示模塊，用于顯示信息；
鍵盤模塊，用于短信打字，電話撥號(hào)；
GSM模塊，用于MCU通過IO口檢測及控制GSM的狀態(tài)，通過uart（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用異步收發(fā)傳輸器）口對(duì)GSM進(jìn)行AT（automatic transmission，自動(dòng)變速器）命令控制及命令執(zhí)行的狀態(tài)讀取，通過MCASP（復(fù)通道音頻接入接口）口與GSM互通交換語音數(shù)據(jù)，通過數(shù)字語音通道的方式，方便的對(duì)通話語音進(jìn)行錄音；
GPS模塊，用于MCU通過uart口接收GPS定位信息；同時(shí)用uart口對(duì)模組進(jìn)行配置；
AD9864模塊，用于完成對(duì)射頻中頻信號(hào)的轉(zhuǎn)換處理，將未解調(diào)的串行數(shù)字I/Q信號(hào)輸入給DSP進(jìn)行處理；MCU通過SPI（Serial Peripheral Interface，串行外設(shè)接口）口對(duì)ad9864進(jìn)行配置，通過mcbsp0的RX（receive，接收）通道接收ad9864轉(zhuǎn)換輸出的串行數(shù)字I/Q（In-phase/Quadrature，同相正交）信號(hào)；
頻率合成模塊，用于為接收通道提供本振信號(hào)，振信號(hào)的質(zhì)量直接影響整個(gè)接收機(jī)的性能；
RF TX模塊，用于把需要的調(diào)制信號(hào)分別注入到本振參考信號(hào)和VCO調(diào)制輸入端，通過間接數(shù)字鎖相的方式鎖定到需要的頻點(diǎn)上，通過功率放大器輸出；
RF RX模塊，用于將接收下來的信號(hào)通過前級(jí)的帶通濾波器選出所需要的信號(hào)進(jìn)行放大濾波，送入的混頻器與本振信號(hào)進(jìn)行混頻，輸出一個(gè)固定的中頻信號(hào)，再通過窄帶濾波器選出中頻信號(hào)進(jìn)行放大送入到后級(jí)電路。
主控MCU模塊采用OMAP-L132雙核處理器，其包括200-MHz（Mega Hertz，兆赫）的ARM926EJ-S（處理器）、200-MHz的C674x Fixed/Floating-Point VLIW DSP（Fixed/Floating-Point Very Long Instruction Word Digital Signal Processing，固定/浮點(diǎn)超長指令字?jǐn)?shù)字信號(hào)處理），ARM926EJ-S作為系統(tǒng)的主控制器，C674x完成數(shù)字調(diào)制解調(diào)和語音編解碼。
音頻模塊采用codec（編解碼器）tlv320aic3204和audio pa（音頻功放）TPA2013D1；tlv320aic3204作為音頻編解碼器，完成模擬語音信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換和處理，音頻功放TPA2013D1完成對(duì)模擬語音信號(hào)的放大輸出至喇叭；Int mic（integer microphone，整數(shù)的麥克風(fēng)）和Int speaker（integer speaker，整數(shù)的揚(yáng)聲器）組成常用的整機(jī)呼叫語音輸入與輸出；ext mic（exteaconnected microphone，外接話筒）和ext speaker（external speaker，外部揚(yáng)聲器）連接至附件接口，用于耳機(jī)的語音輸入輸出；low mic（low microphone，低的麥克風(fēng)）和receiver（接收器）組成GSM通話時(shí)的語音輸入輸出；MCU通過I2C0口對(duì)codec進(jìn)行配置，通過mcbsp1（multichannel buffered serial port，多通道緩沖串行端口）和codec交換語音數(shù)字信號(hào)，在MCU內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)語音的編解碼。
TFT顯示模塊采用一個(gè)2.0英寸、262k color（26萬色）、176 x 220dots（點(diǎn)）像素的TFT屏，這樣具有高速度、高亮度、高對(duì)比度顯示特點(diǎn)，并且顯示清晰，色彩豐富。
鍵盤模塊采用全鍵盤設(shè)計(jì)，鍵盤模塊的電路采用矩陣鍵盤設(shè)計(jì)，這樣減少IO控制口的情況下保證按鍵檢測的可靠性。
GSM模塊采用高性能GSM-R模組，這樣電路設(shè)計(jì)簡單，軟件數(shù)據(jù)通信方便，便于軟件進(jìn)行上層應(yīng)用設(shè)計(jì)，像GSM手機(jī)一樣打電話、發(fā)短信、傳輸數(shù)據(jù)文件。
GPS模塊采用CPBD1010多定位系統(tǒng)模組；方便在多個(gè)定位系統(tǒng)之間切換，定位精度高，靈敏度高；電路設(shè)計(jì)簡單方便，有更多的精力用于上層軟件開發(fā)。
頻率合成模塊采用間接數(shù)字式頻率合成器，這樣體積小，頻率步進(jìn)小，使用方便可靠。
RF TX模塊采用兩點(diǎn)調(diào)注入式射頻信號(hào)傳送器，把需要的調(diào)制信號(hào)分別注入到本振參考信號(hào)和VCO調(diào)制輸入端。
RF RX模塊采用超外差式射頻信號(hào)接收器，方便選出所需要的信號(hào)進(jìn)行放大濾波，再與本振信號(hào)進(jìn)行混頻，輸出一個(gè)固定的中頻信號(hào)，再通過窄帶濾波器選出中頻信號(hào)進(jìn)行放大送入到后級(jí)電路。
以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。