CN106028293A - 一种数字集群手持机 - Google Patents

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唐涛
廖昌俊
王坚
李桓
杨鍊
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Abstract

本发明公开了一种数字集群手持机，解决了现有技术所存在的电路复杂、体积偏大、价格昂贵、功耗高等问题。一种数字集群手持机包括：基带信号处理和控制模块、射频接收模块、射频发射模块、天线收发转换开关、外部接口、电源管理模块以及人机交互模块；其中，所述射频接收模块输出信号至所述基带信号处理和控制模块，所述基带信号处理和控制模块输出信号至所述射频发射模块；所述外部接口、电源管理模块以及人机交互模块均与所述基带信号处理和控制模块连接。本发明具有设计体积小、功耗大大减少、具有大的动态范围以及高的接收灵敏度、受同相/正交信号不平衡度影响小，能较好的减少载波泄露和抑制边带信号。

Description

一种数字集群手持机
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，具体的说，是涉及一种数字集群手持机。
背景技术
随着社会的不断发展，主要用于指挥调度的集群通信系统在民用和军用上的需求越来越大。在民用方面，对指挥调度功能要求较高的企事业、工矿企业、油田农场、交通运输、公共安全以及重大事件和突发事件应对等各行各业的方方面面都十分迫切需要这种系统。在军用方面，由于经常涉及到频繁的军事指挥调度，国家国防军事部门对集群通信系统也有着极大的需求。基于以上，可见数字集群通信系统无论在民用和军用领域，都有着广泛的应用。
然而，在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题:传统数字集群手持机的射频接收部分、射频发射部分采用二次变频体系结构，使得设备电路复杂、集成度不高并且制作成本高，此外，传统的数字集群手持机会用到很多的离散滤波器、分立元件，导致设备价格昂贵、体积偏大，此外，传统的数字集群手持机还存在功耗较高的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术所存在的问题，提供一种结构简单、实现方便、兼具多种优点的数字集群手持机。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种数字集群手持机，包括：基带信号处理和控制模块、射频接收模块、射频发射模块、天线收发转换开关、外部接口、电源管理模块以及人机交互模块；其中，所述射频接收模块输出信号至所述基带信号处理和控制模块，所述基带信号处理和控制模块输出信号至所述射频发射模块；所述外部接口、电源管理模块以及人机交互模块均与所述基带信号处理和控制模块连接；
其中，所述射频接收模块包括接收天线、带通滤波器、低噪声放大器、下变频部和集成中频数字化接收芯片；所述接收天线接收到的信号依次经过所述带通滤波器、低噪声放大器、下变频部、带通滤波器处理后送入至所述集成中频数字化接收芯片；
所述射频发射模块包括双通道数模转换器、正交调制器、射频功放模块和天线；信号经过依次双通道数模转换器、正交调制器、射频功放模块处理后，通过天线辐射出去。
在一种优选方案中，所述基带信号处理和控制模块包括处理器、语音处理芯片、数模转换器、模数转换器；所述语音处理芯片、数模转换器、模数转换器均与所述处理器连接。
在一种优选方案中，所述基带信号处理和控制模块还包括外部存储器、键盘和显示设备。
在一种优选方案中，所述处理器为型号为OMAPL138的工业处理器；所述语音处理芯片采用TLV320AIC23B芯片；所述数模转换器采用AD9116芯片；所述模数转换器采用AD9874芯片。
在一种优选方案中，所述下变频部包括乘法器、本振和锁相环电路，所述本振的输出分别连接至所述锁相环电路和所述集成中频数字化接收芯片，所述低噪声放大器和所述锁相环电路的输出连接至所述乘法器。
在一种优选方案中，所述集成中频数字化接收芯片采用AD9874芯片。
数字集群手持机的实现方法，包括：
调制：产生的I、Q两路正交数字基带信号经过双通道数模转换器转变为模拟I、Q信号，模拟I、Q信号经过正交调制器，将该模拟I、Q信号直接搬移至射频载波，实现调制功能；
解调：从天线接收下来的射频信号经过带通滤波器与低噪声放大器之后，进行第一次下变频至中频，在得到中频信号之后，通过集成数字中频解调器得到I、Q两路正交基带信号，实现解调功能。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明中射频发射模块采用零中频体系结构，使得系统设计体积减小，系统功耗大大减少；射频接收模块采用改进型的超外差二次变频接收机结构，使得接收部分具有大的动态范围以及高的灵敏度；基带信号处理和控制模块的设计，使得在满足系统功能的同时减小系统功耗。
附图说明
图1为本发明-实施例的系统框图。
图2为本发明-实施例中基带信号处理和控制模块的系统框图。
图3为本发明-实施例中射频接收模块的系统框图。
图4为本发明-实施例中射频发射模块的系统框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
实施例
本实施例提供了一种数字集群手持机，该数字集群手持机主要包括三部分：射频发射部分、射频接收部分和基带处理部分，通过对这三部分的改进，解决现有技术存在的问题。
具体的说，本实施例中数字集群手持机，包括：基带信号处理和控制模块、射频接收模块、射频发射模块、天线收发转换开关、外部接口、电源管理模块以及人机交互模块；其中，所述射频接收模块输出信号至所述基带信号处理和控制模块，所述基带信号处理和控制模块输出信号至所述射频发射模块；所述外部接口、电源管理模块以及人机交互模块均与所述基带信号处理和控制模块连接。上述天线收发转换开关、外部接口、电源管理模块以及人机交互模块均为现有成熟器件，在此不作赘述。
本实施例中，对上述三部分的设计方案如下：
基带处理部分（基带信号处理和控制模块）：基带信号处理和控制模块包括处理器、语音处理芯片、数模转换器、模数转换器；所述语音处理芯片、数模转换器、模数转换器均与所述处理器连接。在语音处理部分，由TI公司的语音编解码芯片TLV320AIC23B对输入的语音进行采样，转换为数字信号，当有话音输出时，则由该芯片将数字信号转换为语音输出。数模转换器为AD9116，其是一款双通道数模转换芯片，可以通过配置，将两路数字信号转换为模拟信号。模数转换器是ADI公司的AD9874芯片，其是一块集成的中频数字化集成芯片，将中频信号进行二次下变频，并进行模数转换，直接输出基带I/Q（同相/正交）信号交由OMAPL138处理。
该部分的核心是美国德州仪器开发的OMAPL138开放式多媒体处理平台。OMAPL138具有一个ARM内核的RISC处理器和一个高性能、低功耗的DSP核。ARM内核的处理器用于实现系统的整体控制功能，DSP核用于实现数据处理。
射频发射部分（射频发射模块）：射频接收模块包括接收天线、带通滤波器、低噪声放大器、下变频部和集成中频数字化接收芯片；接收天线接收到的信号依次经过带通滤波器、低噪声放大器、下变频部处理后送入至集成中频数字化接收芯片。
该部分采用零中频体系结构，从OMAPL138内部的DSP（数字信号处理器）产生I/Q(同相/正交)两路正交的数字基带信号，经过双通道数模转换芯片AD9116之后变为模拟的I/Q信号，模拟的I/Q信号进入正交调制器芯片AD8345中，模拟I/Q信号被直接调制到射频载波上，经过射频功率放大器进行放大之后，通过天线辐射出去。
射频接收部分（射频接收模块）：射频接收模块包括接收天线、带通滤波器、低噪声放大器、下变频部和集成中频数字化接收芯片AD9874；从天线接收到的信号经过BPF（带通滤波器器）和LNA（低噪声放大器）后，与本振信号进行混频，得到中频信号，再经过带通滤波器之后，直接送入到AD9874芯片中，该芯片能对信号进行二次变频、增益控制、模数转换，能够直接得到两路正交基带信号。
其中，下变频部包括乘法器、本振和锁相环电路，所述本振的输出分别连接至所述锁相环电路和所述集成中频数字化接收芯片，所述低噪声放大器和所述锁相环电路的输出连接至所述乘法器。
该部分采用改进型的超外差二次变频接收机结构，从天线接收下来的射频信号经过带通滤波器与低噪声放大器之后，进行第一次下变频至中频，在得到中频信号之后，不通过分立的滤波器、混频器进行第二次下变频，而是通过集成数字中频解调器得到I、Q两路正交基带信号，以实现解调功能。
按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述设计原理的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明所公开的结构或方法基础上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种数字集群手持机，其特征在于，包括：基带信号处理和控制模块、射频接收模块、射频发射模块、天线收发转换开关、外部接口、电源管理模块以及人机交互模块；其中，所述射频接收模块输出信号至所述基带信号处理和控制模块，所述基带信号处理和控制模块输出信号至所述射频发射模块；所述外部接口、电源管理模块以及人机交互模块均与所述基带信号处理和控制模块连接；
其中，所述射频接收模块包括接收天线、带通滤波器、低噪声放大器、下变频部和集成中频数字化接收芯片；所述接收天线接收到的信号依次经过所述带通滤波器、低噪声放大器、下变频部、带通滤波器处理后送入至所述集成中频数字化接收芯片；
所述射频发射模块包括双通道数模转换器、正交调制器、射频功放模块和天线；信号经过依次双通道数模转换器、正交调制器、射频功放模块处理后，通过天线辐射出去。
2.根据权利要求1所述的数字集群手持机，其特征在于，所述基带信号处理和控制模块包括处理器、语音处理芯片、数模转换器、模数转换器；所述语音处理芯片、数模转换器、模数转换器均与所述处理器连接。
3.根据权利要求2所述的数字集群手持机，其特征在于，所述基带信号处理和控制模块还包括外部存储器、键盘和显示设备。
4.根据权利要求2所述的数字集群手持机，其特征在于，所述处理器为型号为OMAPL138的工业处理器；所述语音处理芯片采用TLV320AIC23B芯片；所述数模转换器采用AD9116芯片；所述模数转换器采用AD9874芯片。
5.根据权利要求1所述的数字集群手持机，其特征在于，所述集成中频数字化接收芯片采用AD9874芯片。
6.根据权利要求1所述的数字集群手持机，其特征在于，所述下变频部包括乘法器、本振和锁相环电路，所述本振的输出分别连接至所述锁相环电路和所述集成中频数字化接收芯片，所述低噪声放大器和所述锁相环电路的输出连接至所述乘法器。
7.根据权利要求1-6任一项所述的数字集群手持机的实现方法，其特征在于，包括：
调制：产生的I、Q两路正交数字基带信号经过双通道数模转换器转变为模拟I、Q信号，模拟I、Q信号经过正交调制器，将该模拟I、Q信号直接搬移至射频载波，实现调制功能；
解调：从天线接收下来的射频信号经过带通滤波器与低噪声放大器之后，进行第一次下变频至中频，在得到中频信号之后，通过集成数字中频解调器得到I、Q两路正交基带信号，实现解调功能。
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