CN101217326A - 城市交通信息发布实现动态交通导航的系统 - Google Patents

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CN101217326A CNA2007101732685A CN200710173268A CN101217326A CN 101217326 A CN101217326 A CN 101217326A CN A2007101732685 A CNA2007101732685 A CN A2007101732685A CN 200710173268 A CN200710173268 A CN 200710173268A CN 101217326 A CN101217326 A CN 101217326A
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Abstract

一种信息技术领域的城市交通信息发布实现动态交通导航的系统,包括:计算机辅助信道编码模块、MSK副载波生成模块、硬件解调模块、计算机数据解封装模块,计算机辅助信道编码模块对交通信息进行数据封装、信息冗余校验、奇偶校验、信息加扰;MSK副载波生成模块生成MSK制副载波信号,用MSK副载波信号调制计算机辅助信道编码模块传输的信号,并混入调频立体声信号进行无线放送;硬件解调模块进行滤波,滤除立体声信号保留交通信息数据,对该信号进行MSK解调,获得信道编码数据;计算机数据解封装模块对数据进行解扰、检错和纠错,最终还原交通信息。本发明利用嵌入式系统来驱动数字电路系统实现模拟信号调制的产生。

Description

城市交通信息发布实现动态交通导航的系统技术领域本发明涉及一种信息技术领域的系统,具体是一种城市交通信息发布实现动 态交通导航的系统。 背景技术随着社会经济的快速发展, 一方面交通需求大大增加,而道路的增长却逐步 趋于极限,使得交通需求与供给的矛盾进一步激化;另一方面信息技术的飞速进 步为综合解决交通问题带来了机遇。就是在这种背景下,先进的交通信息管理系 统(ATIMS)先于智能交通系统(ITS)的其他系统受到了广泛的关注,在世界各 国都得到了快速的发展,被应用于动态路径规划、动态导航、路网调协交通信号 系统、动态交通调度等各个方面。其中,将当前各路段的各种交通信息(路段交 通流量、拥堵状况等等)实时地发布到车辆终端,以最终实现路网内车辆的动态 导航是ATIMS中的关键组成部分。调频负载波作为国际上交通发布和诱导方面的成熟技术,充分利用了现有的 信息共享平台资源,它是广域信息发布系统,与调频广播具有相同的覆盖范围, 可以容易地覆盖全国各地,使广域交通诱导、动态车辆导航成为可能,对缓解交 通拥堵、缓解城市交通压力起到巨大作用。所谓调频负载波多工信息发布,就是 利用立体声调频信号的空闲频段(76KHZ—一108KHZ)进行立体声广播声音信号之 外的额外数据的发送。目前世界上采用调频负载波设计系统主要有:RDS广播数据系统、日本NHK系 统、美国MOSAIC系统、美国DBC系统和日本DARC系统。而在我国,调频负载波 数据发送系统虽然在个别中大型城市中有所建设及运营(主要从事股票、天气、 广告信息发布等),但是所用系统多为国外设计的产品,缺少自主知识产权的调 频负载波交通信息发布系统。目前该类调频负载波多工信息发布系统最为先进(带宽,传输速率,差错控制性能)的国际系统标准是European Broadcasting Union (欧洲l广播联盟)提出的《Radio broadcasting systems; DAta Radio Channel (DARC); System for wireless infotainment forwarding and teledistribution Final draft ETSI EN》(《广播发布系统、数据广播频道、无线信息发布系统协 议》)300 751 VI. 2.1 2002-09技术标准,该标准提供了一种基于76KHz中心频 率的调频多工信息发布系统的设计原理和设计思路,主要涉及到了很多关键的技 术标准制定,不过并没有牵涉到具体的信息发布系统的实现方法。经过对现有技术文献的检索发现,中国专利申请号01126633.3,专利名称为 "智能交通信息广播系统",该专利采用基于传呼机呼叫平台的系统,而非采用 调频副载波多工信息发布的方式。而目前传呼平台处于停工以及转为它用(股票 机等)用途,无法承载大范围的系统投入运行。中国专利申请号200510034126. 1, 专利名称为" 一种交通信息数据的广播方法及系统",该专利采用无线蜂窝的移 动通讯方法,但是没有与车载实时导航系统相整合。发明内容本发明针对上述现有技术的不足,提供了一种城市交通信息发布实现动态交 通导航的系统,使其充分利用调频负载波的剩余波段以及调频负载波现有的广泛 覆盖范围,利用现代先进的嵌入式系统来驱动数字电路系统实现模拟信号调制的 产生。本发明是通过如下技术方案实现的,本发明包括:计算机辅助信道编码模块、 MSK (最小相位频移键控调制)副载波生成模块、硬件解调模块、计算机数据解封 装模块,其中:计算机辅助信道编码模块通过建立数据传输的数据结构,对交通信息进行数 据封装、信息冗余校验、奇偶校验、信息加扰,以解决交通信息在传输中产生的 出错问题,并将封装完的数据传输入MSK副载波生成模块;MSK副载波生成模块采用直接数字合成技术结合嵌入式系统生成MSK副载波信 号,用MSK副载波信号调制从计算机辅助信道编码模块接受的数据信号,并混入 调频立体声信号进行无线放送;硬件解调模块负责对由MSK副载波生成模块传输的信号进行滤波,滤除立体 声信号且保留交通信息数据信号,并对该信号进行MSK解调,获得信道编码数据;计算机数据解封装模块负责对信道编码数据进行还原,验证计算机辅助信道 编码模块数据封装的正确性以及测试系统的传输错误纠正能力,并对数据进行解 扰、检错和纠错,最终还原交通信息,显示在车载导航终端的数字地图上。所述MSK副载波生成模块,包括:计算机、电台、主处理器、MSK信号产生模 块、音频和导频信号处理模块、辅处理器、幅度调制LMSK (电平控制的MSK信号) 模块、调频发射机,其中:计算机完成的信道编码,通过RS-232串口传输给主处 理器,电台产生立体声信号并传输给音频和导频信号处理模块,音频和导频信号 处理模块提取立体声信号中的导频信号,并将导频信号传输给主处理器,主处理 器将导频信号和信道编码传输给MSK信号产生模块,并驱动MSK信号产生模块产 生MSK信号,MSK信号传输给幅度调制LMSK模块,辅处理器控制幅度调制LMSK模 块完成LMSK调制后,将调制完成的信号和需要广播的音频信号混合传输到调频发 射机。所述MSK信号产生模块,内部包括嵌入式系统驱动DDS (数字频率合成)芯片, DDS芯片合成出DARC (数据无线信道)协议所需要的二进制信号1和0,其中1信 号为80kHz的最小相位频移键控调制信号,0信号为72kHz的最小相位频移键控调 制信号,各个码元之间保证相位连续,调制度为0.5,利用硬件编程对所产生的信 号的相位进行调整,保证副载波信号与立体声导频信号的4次谐波相位相同,只 要根据计算机发送过来原始数据编码完成频率调制即可。所述RS-232串口,其采用串口芯片,RS-232 口与上位机进行通讯,接受上位 机发送的二进制数据,并按照8位一个字节进行保存,保存速率可选择2400、 4800 或9600,停止位、奇偶校验均根据实际需要进行设定。所述音频和导频信号处理模块,包括:立体声解码芯片、减法器、放大电路, 音频和导频信号处理模块接受由电台产生的立体声信号,立体声信号包括L一R(左 声道减右声道)、L+R (左声道加右声道)信号和导频信号,立体声解码芯片解调 立体声信号产生左声道(U、右声道(R)和导频信号,L和R信号通过减法器产生了L-R信号,L-R信号作幅度调制LMSK模块的控制电平,该电平控制程控放大器的 放大倍数,实现对输入的MSK信号幅度调制,减小信号的相干干扰和多径干扰, 放大电路将导频信号放大到处理器可判电平的幅度,作启动调制信号使用。所述幅度调制LMSK模块,按照DARC协议要求对MSK信号进行LMSK调制,根 据音频信号大小对MSK信号进行幅度调制,经过调制后产生LMSK和音频信号混合 后输出发射,输入的音频信号经过音频加码芯片处理产生L一R信号,采用A/D(模 数转换)芯片对L一R进行采样,根据协议的折线算法使用D/A (数模转换)芯片 产生控制电平信号,该电平控制程控放大器的放大倍数,实现对输入MSK信号的 幅度调制,以减小信号的相干干扰和多径干扰。所述数据传输的数据结构,为数据块和由数据块构成的数据帧。 所述数据块有两类:信息数据块和存储垂直纠错信息的纠错校验块,信息数 据块包括176比特信息、14比特循环冗余校验码(CRC14)以及82比特纠错校验 码,其中:14比特循环冗余校验码用于解码部分的检错,由176比特的信息编码 得到,82比特纠错校验码采用縮短的大数逻辑可译差集循环码方法,82比特纠错 校验码由差集循环码縮短而成,通过计算176比特信息和16比特循环冗余校验码 获得;存储垂直纠错信息的纠错校验块则由16比特BIC标识块,以及272比特垂 直校验纠错码组成。所述数据帧,每帧包含78336比特数据, 一帧数据由272行数据组成,每行 为一个288比特的数据块, 一个数据块包括一个16比特的标识码和一个272比特 的信息数据,该信息数据又分为两部分:原始交通数据和校验数据,每个数据帧 结构有190个信息数据块,82个存储垂直纠错信息的纠错校验块,信息数据块以 标识码BIC为标识块。所述计算机辅助信道编码模块,通过数据库及数据文件读入固定大小的一帧 原始交通数据,如果数据量不足一帧则在空余位填零,并将原始交通数据分割成 190块,存入每一帧的190个信息数据块中,按照次序分配这190块信息数据块的 标识码BIC的标志位报头,采用模二除法取余数,逐块计算每块的CRC14校验码 及82比特误差纠正交织码并填入该信息数据块的尾端对应位置完成当前块的封装;当190个信息数据块封装完成后,逐列计算垂直82比特误差纠正交织码,将 计算结果依次分配给82个存储垂直纠错信息的纠错校验块,如此循环,直至除BIC 标识之外的当前数据帧前190块272列的82比特误差纠正交织码全部计算完成, 并依次放入82个存储垂直纠错信息的纠错校验块,则当前数据帧完全封装完成; 最后对该数据帧进行加扰处理,并将处理完的数据通过RS-232串口传给MSK副载 波生成模块。所述计算机数据解封装模块,读取一帧的数据,进行解扰处理,还原数据帧, 并根据每个数据块的标识码BIC区分所在数据块的类别,将82块存储垂直纠错信 息的纠错校验块定位后,逐列按次序提取它们的当前列的比特值,获得当前一列 数据的垂直82比特误差纠正交织码,计算判断是否出错,如没有出错,则处理下 一列,若出错,则调用纠错功能进行错误纠正,如此循环,直到272列数据被处 理完成,之后根据标识码BIC报头处理每个横向的信息数据块,利用CRC14码判 断数据是否有错,如没有则转入下一个横向信息数据块,如果有错则通过82比特 误差纠正交织码进行错误纠正;处理完成后,提取当前帧前190块信息数据块中 的交通数据进行还原及显示。本发明工作时,计算机辅助信道编码模块和MSK副载波生成模块属于系统发 射端,硬件解调模块和计算机数据解封装模块属于系统接收端,计算机辅助模块 将交通数据进行封装处理,然后进行传输加扰,通过RSC-232串口,将封装完成 的待发送数据传输至MSK副载波生成模块,MSK副载波生成模块通过MSK调制获得 数据信号,再将该信号与调频立体声的信号进行混合,最后交由大功率无线电发 射机进行发射。接受端通过硬件解调模块接受调频信号,进行滤波,获得MSK调 制的数据信号,进行解调,然后交由计算机数据解封装模块,解数据封装,进行 数据校验以及错误纠正,最后将数据还原显示在数字地图上。本发明解决了调频 多工副载波产生及调制解调实现以及多工数据发布的数据结构设计这两大问题。 在工作过程中,四个模块两两分别对应:发射端计算机辅助信道编码模块对应接 受端计算机数据解封装模块,发射端MSK副载波生成模块对应接收端硬件解调模块。与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:本发明利用了现代先进的嵌入 式系统来驱动数字电路系统实现模拟信号调制的产生,此外,本系统利用计算机 系统实现以往需要大量专用硬件电路设计才能实现的数据封装、纠错、传输加扰 处理功能。本发明将嵌入式系统和计算机系统结合起来,提高了系统的灵活性和 可扩展性,只需要进行软件程序的设计修改便可以实现功能扩展。附图说明图1为本发明系统结构框堪;图2为本发明MSK副载波生成模块的系统结构框图; 图3为本发明数据块(信息数据块)结构图;图4为本发明数据块(存储垂直纠错信息的纠错校验数据块)结构图; 图5为本发明数据帧信息结构图;图6为本发明计算机辅助信道编码模块的工作流程图; 图7为本发明硬件解调模块的工作流程图。 具体实施方式下面结合附图对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案 为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护 范围不限于下述的实施例。如图1所示,本实施例包括:计算机辅助信道编码模块、MSK副载波生成模块、 硬件解调模块、计算机数据解封装模块,其中:计算机辅助信道编码模块通过建立数据传输的数据结构,对交通信息进行数据封装、信息冗余校验、奇偶校验、信息加扰,以解决交通信息在传输中产生的 出错问题,并将封装完的数据传输入MSK副载波生成模块;MSK副载波生成模块采用直接数字合成技术结合嵌入式系统生成MSK副载波信 号,用MSK副载波信号调制从计算机辅助信道编码模块接受的数据信号,并混入 调频立体声信号进行无线放送;硬件解调模块负责对由MSK副载波生成模块传输的信号进行滤波,滤除立体 声信号且保留交通信息数据信号,并对该信号进行MSK解调,获得信道编码数据并传输到计算机数据解封装模块;计算机数据解封装模块负责对信道编码数据进行还原,验证计算机辅助信道 编码模块数据封装的正确性以及测试系统的传输错误纠正能力,并对数据进行解 扰、检错和纠错,最终还原交通信息,显示在车载导航终端的数字地图上。所述MSK副载波生成模块和硬件解调模块组成系统的发射端,实现调频多工 副载波产生及调制解调。所述计算机辅助信道编码模块及计算机数据解封装模块组成系统的接收端, 建立多工数据发布的数据结构。如图2所示,所述MSK副载波生成模块,包括:计算机、电台、主处理器、 MSK信号产生模块、音频和导频信号处理模块、辅处理器、幅度调制LMSK (电平 控制的MSK信号)模块、调频发射机,其中:计算机完成的信道编码,通过RS-232 串口传输给主处理器,电台产生立体声信号并传输给音频和导频信号处理模块, 音频和导频信号处理模块提取立体声信号中的导频信号,并将导频信号传输给主 处理器,主处理器将导频信号和信道编码传输给MSK信号产生模块,并驱动MSK 信号产生模块产生MSK信号,MSK信号传输给幅度调制LMSK模块,辅处理器控制 幅度调制LMSK模块完成LMSK调制后,将调制完成的信号和需要广播的音频信号 混合传输到调频发射机。所述MSK信号产生模块,内部包括嵌入式系统驱动DDS芯片,DDS芯片合成出 DARC标准所需要的二进制信号1和0,其中1信号为80kHz的最小相位频移键控 调制信号,0信号为72kHz的最小相位频移键控调制信号,各个码元之间保证相位 连续,调制度为0.5,利用硬件编程对所产生的信号的相位进行调整,保证副载波 信号与立体声导频信号的4次谐波相位相同,只要根据PC机发送过来原始数据编码完成频率调制即可。所述RS-232串口,其采用串口芯片,RS-232 口与上位机进行通讯,接受上位 机发送的二进制数据,并按照8位一个字节进行保存,该部分速率可选择2400、 4800或9600,停止位、奇偶校验均根据实际需要进行设定。所述音频和导频信号处理模块,包括:立体声解码芯片、减法器、放大电路, 音频和导频信号处理模块接受由电台产生的立体声信号,立体声信号包括L一R信 号、L+R信号和导频信号,立体声解码芯片解调立体声信号产生L信号、R信号和 导频信号,L和R信号通过减法器产生了 L-R信号,L-R信号作幅度调制LMSK模 块的控制电平,该电平控制程控放大器的放大倍数,实现对输入的MSK信号幅度 调制,减小信号的相干干扰和多径干扰,放大电路将导频信号放大到处理器可判 电平的幅度,作启动调制信号使用。所述幅度调制LMSK模块,按照DARC协议要求对MSK信号进行LMSK调制,根 据音频信号大小对MSK信号进行幅度调制,经过调制后产生LMSK和音频信号混合 后输出发射,输入的音频信号经过音频加码芯片处理产生L一R信号,采用A/D芯 片对L一R信号进行采样,根据协议的折线算法使用D/A芯片产生控制电平信号, 该电平控制程控放大器的放大倍数,实现对输入MSK信号的幅度调制,以减小信 号的相干干扰和多径干扰。所述数据传输的数据结构,为数据块和由数据块构成的数据帧。如图3、 4所示,所述数据块有两类:信息数据块和存储垂直纠错信息的纠错 校验块,如图3所示,为信息数据块的结构图,信息数据块包括176比特信息、 14比特循环冗余校验码(CRC14)以及82比特纠错校验码,其中:14比特循环冗余 校验码用于解码部分的检错,由176比特的信息编码得到;82比特纠错校验码采 用(272, 190)编码方法,即一种縮短的大数逻辑可译差集循环码,它是由差集循 环码(273, 191)码縮短而成,通过计算176比特信息和16比特循环冗余校验码获 得;如图4所示,存储垂直纠错信息的纠错校验块则由16比特BIC标识块,以及 272比特垂直校验纠错码组成。如图5所示,所述数据帧结构,每帧包含78336比特数据, 一帧数据由272 行数据组成,每行为一个288比特的数据块, 一个数据块包括一个16比特的标识 码和一个272比特的信息数据,该信息数据又分为两部分:原交通信息数据和校 验数据,每个数据帧结构有190个信息数据块,82个存储垂直纠错信息的纠错校 验块,信息数据块以标识码BIC为标识块,标识码BIC包括4种类型:BIC1、 BIC2、BIC3、 BIC4,其中BIC1代表高优先级交通数据如某路段事故信息,BIC2代表一般 交通数据如当前个路段交通情况,BIC3代表扩展数据,在进行扩展开发前,该报 头的数据处于备用阶段,以BIC3为标志块的信息数据块为60个、以BIC2为标志 块的信息数据块为70个、以BIC1为标志块的信息数据块为60个、以BIC4为标 志块的存储垂直纠错信息的纠错校验块为82个,原数据帧中三种报头的数据块个 数的区别并非固定,可以依据实际使用情况进行调整。所述四个标志码BIC1、 BIC2、 BIC3、 BIC4之间具有较弱的相关性,其自相关 作用使得适合用于同步,不同的标志码用于区分不同的信息数据块,同时也用于 信息帧、块的同步,这些标志码的码字是固定的,不能由更高层协议操作,每行 校验码有272比特,整个纠错校验块由82行垂直校验码组成,每个校验码由其上 的对应的信息比特计算得到,即水平校验码是由水平方向的信息和CRC计算得到, 垂直校验码即由垂直方向的信息计算而来,数据的结构和BIC报头由预定义操作 来表示。如图6所示,所述计算机辅助信道编码模块,其通过数据库及数据文件读入 固定大小的一帧原始交通数据,如果数据量不足一帧则在空余位填零,并将原始 交通数据分割成190块,存入每一帧的190个信息数据块中,按照次序分配这190 块信息数据块的BIC标志位报头,采用模二除法取余数,逐块计算每块的CRC14 校验码及82比特误差纠正交织码并填入该信息数据块的尾端对应位置完成当前块 的封装;当190个信息数据块封装完成后,逐列计算垂直82比特误差纠正交织码, 将计算结果依次分配给82个存储垂直纠错信息的纠错校验块,如此循环,直至除 BIC标识之外的当前数据帧前190块272列的82比特误差纠正交织码全部计算完 成并依次放入82个存储垂直纠错信息的纠错校验块,则可视为当前数据帧完全封 装完成;最后对该数据帧进行加扰处理,并将处理完的数据通过串口传给所述MSK 副载波生成模块。如图7所示,所述计算机数据解封装模块,其读取一帧的数据,进行解扰处 理,还原数据帧,并根据每个数据块的BIC标识码区分所在数据块的类别,将82 块存储垂直纠错信息的纠错校验块定位后,逐列按次序提取它们的当前列的比特值,获得当前一列数据的垂直82比特误差纠正交织码,计算判断是否出错,如没 有出错,则处理下一列,若出错,则调用纠错功能进行错误纠正,如此循环,直 到272列数据被处理完成,之后根据BIC报头处理每个横向的信息数据块,利用 CRC14码判断数据是否有错,如没有则转入下一个横向信息数据块,如果有错则通 过82比特误差纠正交织码进行错误纠正;处理完成后,提取当前帧前190块信息 数据块中的交通数据进行还原并显示在车载数字地图上。本实施例工作时,计算机辅助模块将交通数据进行封装处理,计算机辅助信 道编码模块和计算机数据解封装模块共同实现数据检错及纠错以及数据的加扰和 解扰,实现数据检错时,采用一种14比特的循环冗余校验码,该码设计有生成式, 为该循环冗余校验码建立比特运算规则,用来计算出特定数据所对应的CRC14码 的真值,计算机辅助信道编码模块用二进制比特序列来表示该多项式,通过进行 逻辑除法和模二除法取余数的异或运算得到每个信息数据块的14比特循环冗余校 验码CRC-14,如果要在接受端确定传输过程是否产生错误,则计算机数据解封装 模块计算原信息流加上其CRC14码并除以多项式得到余数,若结果为0,则表明没 有检测到错误,说明传输过程中没有发生错误;若结果不为0,实现数据纠错时, 采用采用的82比特误差纠正交织码,该种码是一种縮短的大数逻辑可译差集循环 码,传输效率为70%,最小码距达18bit,并且具有在272比特数据中的任意8位 的纠错能力,该码设计有生成式,为该交织纠错码建立比特运算规则,用来计算 出特定数据所对应的码值的真值,计算机辅助信道编码模块用二进制比特序列来 表示该多项式,通过进行逻辑除法和模二除法取余数的异或运算得到每个信息数 据块的82比特交织纠错码,如果传输中检测到错误并要在接受端纠正传输过程中 产生错误,计算机数据解封装模块计算原信息流加上其82比特误差纠正交织码并 除以多项式得到新82比特余数,该余数被称为检验字。这82位的检验字可以用 S0,…S81表示。通过一系列异或运算,得到17个A序列,通过相应的检测手段, 纠正处错的码字。在数据传输过程中还要实现加扰,计算机辅助信道编码模块釆 用自同步循环加扰方式,将一个加扰多项式以及初始序列用9位的移位寄存器实 现,当更新寄存器状态后,寄存器右移,寄存器中比特流异或的结果推入最左边空出的位,用这些比特流异或输入的1位数据,完成加扰过程,在接受端实现解 扰时,计算机数据解封装模块检测到移位寄存器的初始序列时,只需要重新进行 加扰的过程就可实现解扰。这个过程称为"同步解扰"。计算机辅助信道编码模块 进行加扰传输后,通过RSC-232串口,将封装完成的待发送数据传输至MSK副载 波生成模块,MSK副载波生成模块通过MSK调制获得数据信号,再将该信号与调频 立体声的信号进行混合,最后交由大功率无线电发射机进行发射,接受端通过硬 件解调模块接受调频信号,进行滤波,获得MSK调制的数据信号,进行解调,然 后交由计算机数据解封装模块,解数据封装,进行数据校验以及错误纠正,最后 将数据还原并显示在车载数字地图上。本实施例利用了嵌入式系统来驱动数字电路系统实现模拟信号调制的产生, 此外,利用计算机系统实现以往需要大量专用硬件电路设计才能实现的数据封装、 纠错、传输加扰处理功能,本实施例将嵌入式系统和计算机系统结合起来,提高 了系统的灵活性和可扩展性,只需要进行软件程序的设计修改便可以实现功能扩 展。

Claims (10)

1、一种城市交通信息发布实现动态交通导航的系统,其特征在于,包括:硬件解调模块、计算机辅助信道编码模块、最小相位频移键控调制副载波生成模块、硬件解调模块、计算机数据解封装模块,其中: 硬件解调模块负责对由最小相位频移键控调制副载波生成模块传输的信号进行滤波,滤除立体声信号且保留交通信息数据信号,并对该信号进行最小相位频移键控调制解调,获得信道编码数据并传输到计算机数据解封装模块; 计算机辅助信道编码模块通过建立数据传输的数据结构,对交通信息进行数据封装、信息冗余校验、奇偶校验、信息加扰,以解决交通信息在传输中产生的出错问题,并将封装完的数据传输入最小相位频移键控调制副载波生成模块; 最小相位频移键控调制副载波生成模块采用直接数字合成技术结合嵌入式系统生成最小相位频移键控调制副载波信号,用最小相位频移键控调制副载波信号调制从计算机辅助信道编码模块接受的数据信号,并混入调频立体声信号进行无线放送; 计算机数据解封装模块负责对信道编码数据进行还原,验证计算机辅助信道编码模块数据封装的正确性以及测试系统的传输错误纠正能力,并对数据进行解扰、检错和纠错,最终还原交通信息,显示在车载导航终端的数字地图上。
2、 根据权利要求1所述的城市交通信息发布实现动态交通导航的系统,其特 征是,所述最小相位频移键控调制副载波生成模块,包括:计算机、电台、主处 理器、最小相位频移键控调制信号产生模块、音频和导频信号处理模块、辅处理 器、幅度调制LMSK模块、调频发射机,其中:计算机完成的信道编码,通过RS-232 串口传输给主处理器,电台产生立体声信号并传输给音频和导频信号处理模块, 音频和导频信号处理模块提取立体声信号中的导频信号,并将导频信号传输给主 处理器,主处理器将导频信号和信道编码传输给最小相位频移键控调制信号产生 模块,并驱动最小相位频移键控调制信号产生模块产生最小相位频移键控调制信 号,最小相位频移键控调制信号传输给幅度调制LMSK模块,辅处理器控制幅度调制LMSK模块完成LMSK调制后,将调制完成的信号和需要广播的音频信号混合传 输到调频发射机。
3、 根据权利要求1所述的城市交通信息发布实现动态交通导航的系统,其特 征是,所述最小相位频移键控调制信号产生模块,内部包括嵌入式系统驱动数字 频率合成芯片,驱动数字频率合成芯片合成出数据无线信道协议所需要的二进制 信号1和0,其中l信号为80kHz的最小相位频移键控调制信号,0信号为72kHz 的最小相位频移键控调制信号,各个码元之间保证相位连续,调制度为0.5,利用 硬件编程对所产生的信号的相位进行调整,保证副载波信号与立体声导频信号的4 次谐波相位相同,只要根据计算机发送过来原始数据编码完成频率调制。
4、 根据权利要求2所述的城市交通信息发布实现动态交通导航的系统,其特 征是,所述RS-232串口,其采用串口芯片,RS-232 口与上位机进行通讯,接受上 位机发送的二进制数据,并按照8位一个字节进行保存,保存速率可选择2400、 4800或9600。
5、 根据权利要求2所述的城市交通信息发布实现动态交通导航的系统,其特 征是,所述音频和导频信号处理模块,包括:立体声解码芯片、减法器、放大电 路,音频和导频信号处理模块接受由电台产生的立体声信号,立体声信号包括左 声道减右声道、左声道加右声道信号和导频信号,立体声解码芯片解调立体声信 号产生左声道信号、右声道信号和导频信号,左声道信号和右声道信号通过减法 器产生了左声道减右声道信号,左声道减右声道信号作幅度调制LMSK模块的控制 电平,该电平控制程控放大器的放大倍数,实现对输入的最小相位频移键控调制 信号幅度调制,减小信号的相干干扰和多径干扰,放大电路将导频信号放大到处 理器可判电平的幅度,作启动调制信号使用。
6、 根据权利要求1所述的城市交通信息发布实现动态交通导航的系统,其特 征是,所述幅度调制LMSK模块,按照数据无线信道协议要求对最小相位频移键控 调制信号进行LMSK调制,根据音频信号大小对最小相位频移键控调制信号进行幅 度调制,经过调制后产生LMSK和音频信号混合后输出发射,输入的音频信号经过 音频加码芯片处理产生左声道减右声道信号,采用模数转换芯片对左声道减右声道信号进行采样,根据协议的折线算法使用数模转换芯片产生控制电平信号,该 电平控制程控放大器的放大倍数,实现对输入最小相位频移键控调制信号的幅度 调制,减小信号的相干干扰和多径干扰。
7、 根据权利要求1所述的城市交通信息发布实现动态交通导航的系统,其特 征是,所述数据传输的数据结构,为数据块和由数据块构成的数据帧。
8、 根据权利要求7所述的城市交通信息发布实现动态交通导航的系统,其特 征是,所述数据块有两类:信息数据块和存储垂直纠错信息的纠错校验块,信息数据块包括176比特信息、14比特循环冗余校验码以及82比特纠错校验码,其中: 14比特循环冗余校验码用于解码部分的检错,由176比特的信息编码得到,82比 特纠错校验码采用縮短的大数逻辑可译差集循环码方法,82比特纠错校验码由差 集循环码縮短而成,通过计算176比特信息和16比特循环冗余校验码获得;存储 垂直纠错信息的纠错校验块则由16比特BIC标识块,以及272比特垂直校验纠错 码组成;所述由数据块构成的数据帧,每帧包含78336比特数据, 一帧数据由272行 数据组成,每行为一个288比特的数据块, 一个数据块包括一个16比特的标识码 和一个272比特的信息数据,该信息数据又分为两部分:原始交通数据和校验数 据,每个数据帧结构有190个信息数据块,82个存储垂直纠错信息的纠错校验块, 信息数据块以标识码BIC为标识块。
9、 根据权利要求1所述的城市交通信息发布实现动态交通导航的系统,其特 征是,所述计算机辅助信道编码模块,其通过数据库及数据文件读入固定大小的 一帧原始交通数据,如果数据量不足一帧则在空余位填零,并将原始交通数据分 割成190块,存入每一帧的190个信息数据块中,按照次序分配这190块信息数 据块的标识码BIC的标志位报头,采用模二除法取余数,逐块计算每块的14比特 循环冗余校验码及82比特误差纠正交织码并填入该信息数据块的尾端对应位置完 成当前块的封装;当190个信息数据块封装完成后,逐列计算垂直82比特误差纠 正交织码,将计算结果依次分配给82个存储垂直纠错信息的纠错校验块,如此循 环,直至除标识码BIC之外的当前数据帧前190块272列的82比特误差纠正交织码全部计算完成,并依次放入82个存储垂直纠错信息的纠错校验块,则当前数据 帧完全封装完成;最后对该数据帧进行加扰处理,并将处理完的数据通过RS-232 串口传给最小相位频移键控调制副载波生成模块。
10、根据权利要求1所述的城市交通信息发布实现动态交通导航的系统,其 特征是,所述计算机数据解封装模块,其读取一帧的数据,进行解扰处理,还原 数据帧,并根据每个数据块的标识码BIC区分所在数据块的类别,将82块存储垂 直纠错信息的纠错校验块定位后,逐列按次序提取它们的当前列的比特值,获得 当前一列数据的垂直82比特误差纠正交织码,计算判断是否出错,如没有出错, 则处理下一列,若出错,则调用纠错功能进行错误纠正,如此循环,直到272列 数据被处理完成,之后根据标识码BIC报头处理每个横向的信息数据块,利用14 比特循环冗余校验码判断数据是否有错,如没有则转入下一个横向信息数据块, 如果有错则通过82比特误差纠正交织码进行错误纠正,处理完成后,提取当前帧 前190块信息数据块中的交通数据进行还原及显示。
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