CN101414857A

CN101414857A - 无线对讲机射频功率自适应系统

Info

Publication number: CN101414857A
Application number: CNA2007101650030A
Authority: CN
Inventors: 郝鹏程
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-10-18
Filing date: 2007-10-18
Publication date: 2009-04-22

Abstract

一种无线对讲机射频功率自适应系统。本系统所采用的技术方案，简要的概述就是两个环路加一个逻辑控制及延时电路。第一环路作用是分析本机所接收信号的电场强度并存储，发射时通过DTMF编码电路加载到调制电路；第二环路作用是解调对方发送过来的DTMF信号并存储，发射时控制射频功率放大器的功率输出。也即解调出的信号等级越强，射频功率放大器输出的功率等级就越低；逻辑控制及延时电路的作用是控制两个环路与对讲机之间的协调工作。对讲机采用了功率自适应技术，它会在保证对方信号通讯质量的前提下，会自动的把射频功率调整到一个最合适的或比较低的功率等级，延长了电池的使用时间；也就降低了射频功率放大器的损坏和故障率。

Description

无线对讲机射频功率自适应系统

所属技术领域

本发明涉及无线通讯对讲机射频功率输出的自动控制系统。

背景技术

由于无线通讯对讲机是便携式移动通讯产品，一提到便携式电子产品，大家都在关注能耗问题。在对讲机内部主要分三大部分，接收部分、发射部分和逻辑控制部分。其中逻辑控制部分耗电甚微，其次就是接收部分，发射部分是能耗最高的一块。在高功率发射时(4—5瓦功率)所消耗的电流在1.8安培左右(视射频功率放大器的效率而定)，是接收部分在接收时所耗电流的10——15倍，是接收部分在静态守侯时所耗电流的40——70倍，于是对讲机上设置了高/低功率转换按键。在大量的客户送修的对讲机中和用户实际使用中发现，80——90％用户为了确保通讯的畅通，都选用高功率。这对于相对比较近的两点之间的通讯无疑是一种资源浪费；也没有多少人在通讯时，为了省点电，调整到低功率实验一下，看能否正常通讯；除非是很近的两个点之间的通讯，并且基本位置变化不大时，才调到低功率。但是只是低功率，并不是最合适的功率。

发明创造的目的

为了克服传统对讲机功率等级少，不能根据实际情况时事、自动地调整射频功率等级，是造成对讲机电池在充满电后使用时间缩短的主要原因：也是造成射频功率放大器损坏的主要原因之一。对讲机射频功率自适应系统能够很好的解决这些问题，在保证对方信号通讯质量的前提下，会自动的把射频功率调整到一个最合适的或比较低的功率等级。

技术方案

本系统所采用的技术方案，简要的概述就是两个环路加一个时序控制及延时电路。第一环路作用是分析本机所接收信号的电场强度并存储，发射时通过DTMF编码电路加载到调制电路，传送到对方；第二环路作用是解调对方发送过来的DTMF信号并存储，发射时通过D/A转换电路、反向电路控制射频功率放大器的功率输出。也即解调出的信号等级越强，射频功率放大器输出的功率等级就越低；时序控制及延时电路的作用是控制两个环路与对讲机之间的协调工作。

发明的有益效果

对讲机采用了射频功率自适应技术，在保证对方信号通讯质量的前提下，会自动的把射频功率(分15个等级)调整到一个最合适的或比较低的功率等级，延长了电池的使用时间(具体延长的时间与实际的通讯距离成反比例关系)；射频功率放大器并非长期固定工作在高功率、高负荷的状态下，这样就延长了射频功率半导体老化的时间，也降低了射频功率放大器损坏和故障率。从频谱资源和保密性看，也有良好的促进作用。此项技术特别适合应用于特种兵用对讲机，警用对讲机等移动范围变化相对比较大而且对能源要求相对苛刻的通讯环境。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的方框图。

图2是多台对讲机采用射频功率自适应技术后的使用情况。

在图1的方框图中 1.是对讲机，2.是A/D转换电路，3.是4D触发器，4.是DTMF编码器，5.是D码产生电路，6.是DTMF解码电路，7.是D码检测电路，8.是第一电子开关电路，9.是3线8线译码器，10.是触发延时电路，11.是反相器，12.是4D触发器，13.是D/A转换器，14.是反向电路，15.是第二电子开关电路，16.是时序控制及延时电路。

本发明是由两个环路加一个时序控制及延时电路组成，下面详细说明各个电路组成和功能作用。

第一环路的组成是由A/D转换电路、4D触发器、D码产生电路和DTMF编码电路组成。从对讲机上取出RISS信号(RISS是随接收信号电场强度变化而做直流电压变化的信号)，A/D转换电路的作用是把RISS信号转换成15个等级的4线2进制BCD码；4D触发器的作用是存储4线2进制BCD码的数据，存入数据和保存数据状态是通过对讲机的BUSY信号(BUSY是对讲机收到信号时的一个电压跳变)控制的，本机取有信号时电压下跳变，控制D型触发器的CLR端使其打开存入数据，电压上跳变时保存数据；按下发射键100毫秒后，第一位码由时序控制及延时电路控制D码产生电路产生约200毫秒的D码送给DTMF编码电路进行编码，第二位码由4D触发器存储的数据送给DTMF编码电路进行编码(码长200毫秒)，通过调制电路加载到载波上(总码长400毫秒)传送给对方。DTMF编码电路功能的打开和关闭也是授时序控制及延时电路控制。

第二环路的组成是由DTMF解码电路、D码检测电路、第一电子开关电路、3线8线译码电路、触发延时电路、反相器、4D触发器、D/A转换电路、反向电路、第二电子开关电路组成。DTMF解码电路的作用是，把从对讲机音量电位器取出的音频信号里含有的DTMF信号，转换成4线2进制BCD码；D码检测电路的作用是只要检测到D码，就产生一个高跳变的脉冲；第一电子开关电路的作用是，授D码检测电路的控制，控制端为高电平时电子开关电路就打开，控制端由高电平跳变为低电平时电子开关电路继续打开并保持500毫秒，然后关闭；3线8线译码电路的作用是通过第一电子开关电路传来的数据，解调两组信号，数码是1、2时就产生一个低电平脉冲送到4D触发器的RES端使其复位，数码是3、4、5时就产生另外一个低电平脉冲通过反相器产生高电平脉冲，送到4D触发器的CLR端使其继续保持数据。3线8线译码电路功能的打开和关闭也是授D码检测电路控制的，D码检测电路产生高电平脉冲，就关闭3线8线译码电路功能，D码检测电路产生低电平脉冲，就打开3线8线译码电路功能；触发延时电路的作用是，输出高电平，送到4D触发器的CLR端保持数据，授D码检测电路输出脉冲下降沿的触发，100毫秒后产生低电平脉冲，保持200毫秒后恢复，这一脉冲控制4D触发器让存储数据的时间滞后3线8线译码电路100毫秒；4D触发器的作用是存储由第一电子开关电路传送的4线2进制BCD码，它的存储数据、保持数据和复位功能是授3线8线译码电路、触发延时电路控制。4D触发器一旦被复位，射频功率放大器的输出为高功率；D/A转换电路的作用是把BCD码转换成15个等级的模拟量；反向电路的作用是以反比例的方式把输入的15个等级的模拟量转换成相反的15个等级的模拟量；第二电子开关电路的作用是，接通时把反向电路输出的模拟量传送到对讲机的自动功率控制电路，断开时对讲机的射频输出为高功率，它授控于时序控制及延时电路。

时序控制及延时电路的作用是，从对讲机的PTT和BUSY引出信号输入本电路，由于受PTT和BUSY脉冲上升沿和下降沿的触发，经过延时及逻辑处理，控制D码产生电路、DTMF编码电路和第二个电子开关电路。在按下发射键前的零到10秒钟之内，接收载波上无任何信号，D码产生电路、DTMF编码电路被关闭，不产生任何编码。第二电子开关电路断开，射频功率放大器则以高功率输出，发射载波上只有话音信号；在按下发射键前的零到10秒钟之内，接收载波上有信号但不含DTMF信号，通过A/D转换电路把RISS信号的强弱分为15个等级，并以数据形式存储。按下发射键呼叫，由于未授PTT上升沿脉冲的触发，第二电子开关电路断开，射频功率放大器以高功率输出。由于受PTT下降沿脉冲触发，同时启动D码产生电路200毫秒、DTMF编码电路400毫秒，把以存的数据通过DTMF编码电路转换成DTMF信号，输入到话筒放大电路加到载波上，发射载波上除了话音信号以外还携带有对方信号场强的DTMF信号；在按下发射键前的零到10秒钟之内，接收载波上有信号含DTMF信号，通过A/D转换电路把RISS信号的强弱分为15个等级，并以数据形式存储。通过DTMF解码电路解调出对方信号场强的数据，存入4D触发器。按下发射键呼叫，D/A转换电路输出的模拟量，经反向电路、接通的第二电子开关电路，会自动把射频功率调整到一个最合适的或比较低的射频功率等级。另外同时启动D码产生电路200毫秒、DTMF编码电路400毫秒，把以存的数据通过DTMF编码电路产生2位(第一位是密匙码D，第二位是模拟量码)DTMF码，输入到调制电路加到载波上，发射载波上除了话音信号以外还携带有对方信号场强的DTMF信号。

在图2的方框图中有六台对讲机，下面就简要的说明在对讲机使用射频功率自适应系统后的工作情况。

A机与B机相距很近，A机呼叫B机时，由于A机以高功率发射，B机收到的信号非常强，B机回复A机时仍然以高功率发射，但是已经把接收信号非常强的信息传给了A机。A机收到B机的回复时，第一解调出B机的信号非常强，第二解调出B机收到自己的信号非常强。A机回复B机时，以最小的功率发射，同时把接收信号非常强的信息传给B机。由于A机与B机相距很近，虽然A机以最小的功率发射，但是B机收到的信号仍然非常强，B机解调出A机收到自己的信号非常强，B机回复A机时，以最小的功率发射，同时把接收信号非常强的信息传给A机。A机与B机实现功率自适应过程。

A机与C机相距近，A机呼叫C机时，由于A机以高功率发射，C机收到的信号很强，C机回复A机时仍然以高功率发射，把接收信号很强的信息传给了A机。A机收到C机的回复时，解调出C机发射的信号很强，也解调出C机收到自己的信号很强。A机回复C机时，以适中的小功率发射，同时把接收信号很强的信息传给C机。C机解调出A机发射的信号强度刚好落在合适的范围内，也解调出A机收到自己的信号很强。C机回复A机时，以适中的小功率发射，同时把接收的信号强度是合适的信息传给A机。A机收到C机的回复时，解调出C机发射的信号强度在合适的范围内，也解调出C机收到自己的信号是落在合适范围内的，A机回复C机时，于是发射功率不在改变，保持上一次的发射功率等级，同时把接收的信号强度是合适的信息传给C机。C机回复A机时，于是发射功率不在改变，保持上一次的发射功率等级，同时把接收的信号强度是合适的信息传给A机。A机与C机实现功率自适应过程。

A机与D机相距适中，A机呼叫D机时，以高功率发射，D机收到的信号强度比合适的信号范围高，D机回复A机时，仍然以高功率发射，把接收信号强度比合适信号范围高的信息传给A机。A机收到D机的回复时，解调出D机发射的信号强度比合适的范围高，也解调出D机收到自己的信号强度比合适的信号范围高。A机回复D机时，以合适的中功率发射，并把收到D机信号强度比合适的范围高的信息传给D机。D机解调出A机发射的信号强度刚好落在合适的范围内，也解调出A机收到自己的信号强度比合适的信号范围高。D机回复A机时，以合适的中功率发射，并把收到A机发射的信号强度刚好落在合适的范围内的信息传给A机。A机收到D机的回复时，解调出D机发射的信号强度在合适的范围内，也解调出D机收到自己的信号是落在合适范围内的，A机回复D机时，于是发射功率不在改变，保持上一次的发射功率等级，同时把接收的信号强度是合适的信息传给D机。D机回复A机时，于是发射功率不在改变，保持上一次的发射功率等级，同时把接收的信号强度是合适的信息传给A机。A机与D机实现功率自适应过程。

A机与E机相距较远，A机呼叫E机时，以高功率发射，E机接收的信号强度刚好落在合适的范围内，E机回复A机，仍然以高功率发射，把接收信号强度刚好落在合适的范围内的信息传给A机。A机收到E机的回复时，解调出E机发射的信号强度在合适的范围内，也解调出E机收到自己的信号是落在合适范围内的，A机回复E机时，于是发射功率不在改变，保持上一次的高功率发射等级，同时把接收的信号强度是合适的信息传给E机。E机回复A机时，保持上一次的高功率发射等级，同时把接收的信号强度是合适的信息传给A机。A机与E机实现功率自适应过程。

A机与F机相距最远，A机呼叫F机时，以高功率发射，F机接收的信号强度很弱，F机回复A机，仍然以高功率发射，把接收信号强度很弱的信息传给A机。A机收到F机的回复时，解调出F机发射过来的信号强度很弱，也解调出F机收到自己的信号是很弱的，A机回复F机时，以高功率发射，同时把接收信号强度很弱的信息传给F机。F机收到A机的回复时，解调出A机发射过来的信号强度很弱，也解调出A机收到自己的信号是很弱的，F机回复A机时，仍以高功率发射，同时把接收信号强度很弱的信息传给A机。A机与F机实现功率自适应过程。

简单说明多台对讲机在不同距离之间相互通讯时的功率自适应情况：

A机与F机在相互通讯中都以高功率方式发射信息，此时B机插入呼叫A机(前提条件是必须在A机讲话完毕后)，B机以高功率发射，并把接收信号非常强的信息传给A机。A机收到B机的呼叫，解调出B机发射过来的信号非常强，也解调出B机收到自己的信号非常强，A机回复B机时，以最小的功率发射，同时把接收信号非常强的信息传给B机。B机回复A机时，以最小的功率发射，同时把接收信号非常强的信息传给A机。如果A机与F机正在相互通讯，此时B机插入呼叫F机(前提条件是必须在F机讲话完毕后)，B机以高功率发射，并把接收信号非常弱的信息传给F机。F机收到B机的呼叫，解调出B机发射过来的信号非常弱，也解调出B机收到自己的信号非常弱，F机回复B机时，以高功率发射信息，同时把接收信号非常弱的信息传给B机。B机回复F机时，仍以高功率发射信息，同时把接收信号非常弱的信息传给F机。

A机与F机在相互通讯中都以高功率方式发射信息，此时D机插入呼叫A机(前提条件是必须在A机讲话完毕后)，D机以高功率发射，并把接收信号强度比合适信号范围高的信息传给A机。A机回复D机时，以合适的中功率发射，并把收到D机信号强度比合适的范围高的信息传给D机。D机回复A机时，以合适的中功率发射，并把收到A机发射的信号强度刚好落在合适的范围内的信息传给A机。A机回复D机时，保持上一次的发射功率等级，同时把接收的信号强度是合适的信息传给D机。如果A机与F机在相互通讯时，D机插入呼叫F机(前提条件是必须在F机讲话完毕后)，D机以高功率发射，并把接收信号强度比合适信号范围高的信息传给F机。F机回复D机时，以合适的中功率发射，并把收到D机信号强度比合适的范围高的信息传给D机。D机回复F机时，以合适的中功率发射，并把收到F机发射的信号强度刚好落在合适的范围内的信息传给F机。F机回复D机时，保持上一次的发射功率等级，同时把接收的信号强度是合适的信息传给D机。

Claims

1.一种无线对讲机射频功率自适应系统。其主要特征是它由A/D、D/A转换电路，D型触发器，DTMF编、解码电路，电子开关电路，触发延时电路，译码电路，反向电路，时序控制及延时电路组成。

2.根据权利要求1所述的射频功率自适应系统，其特征是：在按下发射键前的零到10秒钟之内，接收载波上无任何信号，按下发射键呼叫，则以高功率的方式发送，发送载波上除了话音信号以外不携带任何信息代码；在按下发射键前的零到10秒钟之内，接收载波上只有对方语音信号存在，通过A/D转换电路把RISS信号的强弱分为15个等级，并以数据形式存储。按下发射键呼叫，把以存的数据通过DTMF编码电路产生2位(第一位是密匙码D，第二位是模拟量码)DTMF码，输入到调制电路，以高功率的方式发送，发送载波上除了话音信号以外还携带有对方信号场强的DTMF信号。

3.根据权利要求1所述的射频功率自适应系统，其特征是：在接收载波上有对方信号存在并含有2位DTMF码，通过A/D转换电路把RISS信号的强弱分为15个等级，并以数据形式存储；在接收到对方的信号里携带有对方信号场强信息代码，解码并存储的；在对方信号消失后的零到10秒之内，按下发射键呼叫，射频功率受到接收信号信息代码的控制，通过反向电路会自动把射频功率调整到一个最合适的或比较低的功率等级；同时发射载波上除了话音信号以外还携带有对方信号场强的DTMF信号。