CN107733452A - 一种双频dmr手持对讲机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双频DMR手持对讲机,包括天线端口、VHF收发开关电路、UHF收发开关电路、VHF接收选频电路、UHF接收选频电路、VHF功率放大电路、UHF功率放大电路、模拟基带单元、数字基带单元、音频编解码单元、外部时钟电路、音频功率放大器单元、麦克风、扬声器、显示单元、微处理器、电源单元和接地系统。本DMR手持对讲机的频率范围VHF(136‑174MHZ)&UHF(400‑480MHZ)，可实现双频段、多模式收发，双模式自适应收发，双时隙自适应收发，以及直通双时隙对讲功能。

Description

一种双频DMR手持对讲机

技术领域

本发明涉及DMR对讲机技术领域，具体涉及一种双频段、多模式收发、双模式自适应收发、双时隙自适应收发、直通双时隙对讲的DMR手持对讲机。

背景技术

DMR(Digital Mobile Radio)数字集群通信标准是ETSI(欧洲通信标准协会)为了满足欧洲各国的中低端专业及商业用户对移动通信的需要而设计、制订的开放性标准。DMR对讲机采用TDMA(双时隙)多址方式，12.5KHz信道间隔、4FSK调制方式、数据传输速率为9.6Kb/s。DMR对讲机具有高效利用频谱资源，兼容模拟常规的优点。DMR对讲机业务功能丰富，可扩展，向后兼容，同时维护成本与其他数字标准相比较低。

手持对讲机作为通讯设备在各个不同行业、不同环境、不同场合中得到广泛的应用，相对应的不同的应用对于对讲机的要求也各不相同，DMR对讲机大部分使用在中继模式，不同应用场合有的中继台是UHF频段，有的是VHF频段，不同地区有的地区中继台是UHF频段，有的地区中继台是VHF频段，由于现有DMR对讲机的局限性，造成在使用中需要一人多机才能满足使用要求，成本增加而且增加一人多机带来携带不便等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种DMR手持对讲机，其可实现双频段、多模式收发，双模式自适应收发，双时隙自适应收发，以及直通双时隙对讲。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种双频DMR手持对讲机，其主机电路包括天线端口、VHF收发开关电路、UHF收发开关电路、VHF接收选频电路、UHF接收选频电路、VHF功率放大电路、UHF功率放大电路、模拟基带单元、数字基带单元、音频编解码单元、外部时钟电路、音频功率放大器单元、麦克风、扬声器、显示单元、微处理器、电源单元和接地系统；其中：

由电源单元为整个对讲机提供工作电源；

微处理器分别与模拟基带单元和数字基带单元进行通信连接；显示单元连接于微处理器的相应输出端；

由天线端口、VHF收发开关电路、VHF接收选频电路、模拟基带单元、音频编解码单元、数字基带单元、音频功率放大器单元和扬声器构成VHF数字模式接收通道；天线端口依次连接VHF收发开关电路、VHF接收选频电路、模拟基带单元和音频编解码单元，数字基带单元与音频编解码单元双向连接，音频编解码单元的输出端依次连接音频功率放大器单元和扬声器；

由天线端口、UHF收发开关电路、UHF接收选频电路、模拟基带单元、音频编解码单元、数字基带单元、音频功率放大器单元和扬声器构成UHF数字模式接收通道；天线端口依次连接UHF收发开关电路、UHF接收选频电路、模拟基带单元和音频编解码单元，数字基带单元与音频编解码单元双向连接，音频编解码单元的输出端依次连接音频功率放大器单元和扬声器；

由依次连接的天线端口、VHF收发开关电路、VHF接收选频电路、模拟基带单元、音频编解码单元、音频功率放大器单元和扬声器构成VHF模拟模式接收通道；

由依次连接的天线端口、UHF收发开关电路、UHF接收选频电路、模拟基带单元、音频编解码单元、音频功率放大器单元和扬声器构成UHF模拟模式接收通道；

由麦克风、音频编解码单元、数字基带单元、外部时钟电路、模拟基带单元、VHF功率放大电路、VHF收发开关电路和天线端口构成VHF数字模式发射通道；麦克风的输出端连接音频编解码单元的输入端，音频编解码单元与数字基带单元双向连接，音频编解码单元的数字信号输出端依次连接外部时钟电路、模拟基带单元、VHF功率放大电路、VHF收发开关电路和天线端口；

由麦克风、音频编解码单元、数字基带单元、外部时钟电路、模拟基带单元、UHF功率放大电路、UHF收发开关电路和天线端口构成UHF数字模式发射通道；麦克风的输出端连接音频编解码单元的输入端，音频编解码单元与数字基带单元双向连接，音频编解码单元的数字信号输出端依次连接外部时钟电路、模拟基带单元、UHF功率放大电路、UHF收发开关电路和天线端口；

由依次连接的麦克风、模拟基带单元、VHF功率放大电路、VHF收发开关电路和天线端口构成VHF模拟模式发射通道；

由依次连接的麦克风、模拟基带单元、UHF功率放大电路、UHF收发开关电路和天线端口构成UHF模拟模式发射通道。

采用上述方案后，本发明的双频DMR手持对讲机，其采用数模双基带单元和双收发射频电路构成UHF和VHF双频段DMR射频电路，可实现双频段主副信道分别按以下8种模式两两组合显示和发射接收，此8种模式即UHF数字、UHF模拟、VHF数字、VHF模拟、UHF数字+模拟、VHF数字+模拟、UHF模拟+数字、VHF模拟+数字。

本发明创造性的使用数字+模拟(数字发射优先)或者模拟+数字模式(模拟发射优先)，可实现同频点下既可接收模拟信号也可接收数字信号。同时实现模拟或数字自适应发射，即当接收方收到模拟信号后自动切换到模拟模式，应答则以模拟模式进行应答；当接收方收到数字信号后自动切换到数字模式，应答则以数字模式进行应答。

本发明创造性的采用自适应双时隙作为数字模式的收发对讲方案，即当接收方收到T1时隙的信号后自动切换到T1时隙，应答则以T1时隙进行应答；当发射方收到T2时隙的信号后自动切换到T2时隙，应答则以T2时隙进行应答，实现一对一的相互通讯功能。同时在数字模式下两两分别固定选择T1和T2两种不同时隙，形成直通双时隙，T1时隙的两者通信就只处理T1的内容，忽略T2的内容，T2时隙的两者通信就只处理T2的内容，忽略T1的内容，实现邻近使用者在同一频点下两两独立通讯、互不干扰。

附图说明

图1为本发明的整机电路原理框图；

图2为本发明中双频段多模式主副信道收发的显示示意图；

图3为本发明中数字、模拟双模式自适应控制流程框图；

图4为本发明中双时隙自适应控制流程框图。

具体实施方式

本发明的一种双频DMR手持对讲机，如图1所示，其主机电路包括天线端口1、VHF收发开关电路2、VHF接收选频电路3、VHF功率放大电路4、UHF收发开关电路5、UHF接收选频电路6、UHF功率放大电路7、模拟基带单元8、音频编解码单元9、外部时钟电路10、数字基带单元11、微处理器12、电源单元13、显示单元14、音频功率放大器单元16、麦克风17、扬声器18和接地系统15。

由电源单元13为整个对讲机提供工作电源；

微处理器12分别与模拟基带单元8和数字基带单元11进行通信连接；显示单元14连接于微处理器12的相应输出端；本发明中，微处理器12使用GD32F303xx系列的新型32位通用微控制器，在提高处理能力，降低功耗和外设方面具有最佳的性价比。其内核功能实现了一整套DSP解决数字信号控制市场的指令，要求高效，易于使用的控制和信号处理能力的混合。它还提供了一个内存保护单元(MPU)和强大的跟踪技术，用于增强应用程序安全性和高级调试支持。同时微处理器控制了本发明的显示电路、发射与接收之间的切换、静噪的开和关、程序数据的传输等功能。

由天线端口1、VHF收发开关电路2、VHF接收选频电路3、模拟基带单元8、音频编解码单元9、数字基带单元11、音频功率放大器单元16和扬声器18构成VHF数字模式接收通道；天线端口1依次连接VHF收发开关电路2、VHF接收选频电路3、模拟基带单元8和音频编解码单元9，数字基带单元11与音频编解码单元9双向连接，音频编解码单元9的输出端依次连接音频功率放大器单元16和扬声器18；

由天线端口1、UHF收发开关电路5、UHF接收选频电路6、模拟基带单元8、音频编解码单元9、数字基带单元11、音频功率放大器单元16和扬声器18构成UHF数字模式接收通道；天线端口1依次连接UHF收发开关电路5、UHF接收选频电路6、模拟基带单元8和音频编解码单元9，数字基带单元11与音频编解码单元9双向连接，音频编解码单元9的输出端依次连接音频功率放大器单元16和扬声器18；

由依次连接的天线端口1、VHF收发开关电路2、VHF接收选频电路3、模拟基带单元8、音频编解码单元9、音频功率放大器单元16和扬声器18构成VHF模拟模式接收通道；

由依次连接的天线端口1、UHF收发开关电路5、UHF接收选频电路6、模拟基带单元8、音频编解码单元9、音频功率放大器单元16和扬声器18构成UHF模拟模式接收通道；

由麦克风17、音频编解码单元9、数字基带单元11、外部时钟电路10、模拟基带单元8、VHF功率放大电路4、VHF收发开关电路2和天线端口1构成VHF数字模式发射通道；麦克风17的输出端连接音频编解码单元9的输入端，音频编解码单元9与数字基带单元11双向连接，音频编解码单元9的数字信号输出端依次连接外部时钟电路10、模拟基带单元8、VHF功率放大电路4、VHF收发开关电路2和天线端口1；

由麦克风17、音频编解码单元9、数字基带单元11、外部时钟电路10、模拟基带单元8、UHF功率放大电路7、UHF收发开关电路5和天线端口1构成UHF数字模式发射通道；麦克风17的输出端连接音频编解码单元9的输入端，音频编解码单元9与数字基带单元11双向连接，音频编解码单元9的数字信号输出端依次连接外部时钟电路10、模拟基带单元8、UHF功率放大电路7、UHF收发开关电路5和天线端口1；

由依次连接的麦克风17、模拟基带单元8、VHF功率放大电路4、VHF收发开关电路2和天线端口1构成VHF模拟模式发射通道；

由依次连接的麦克风17、模拟基带单元8、UHF功率放大电路7、UHF收发开关电路5和天线端口1构成UHF模拟模式发射通道。

本发明的工作原理具体如下：

如图2所示，本发明创造性的采用数模双基带单元、双收发射频电路，构成UHF和VHF双频段DMR射频电路，可实现双频段主副信道分别按以下8种模式两两组合显示和发射接收，8种模式即UHF数字、UHF模拟、VHF数字、VHF模拟、UHF数字+模拟、VHF数字+模拟、UHF模拟+数字、VHF模拟+数字，具体如下：

VHF数字模式接收：如图1所示，从天线端口1输入的VHF数字信号通过VHF收发开关电路2进入VHF接收选频电路3进行选频放大，然后经由模拟基带单元8解调，产生解调信号，解调信号进入音频编解码单元9放大并转换为数字形式存储在数字基带单元11的缓冲区内。该数字形式信号在数字基带单元11内进行解调、提取、压缩、解密后，重建语音信号。重建的语音信号送入音频编解码单元9转换成模拟语音信号，并由音频编解码单元9放大后送入音频功率放大器单元16，驱动扬声器18；

UHF数字模式接收：如图1所示，从天线端口1输入的UHF数字信号通过UHF收发开关电路5进入UHF接收选频电路6进行选频放大，然后经由模拟基带单元8解调，产生解调信号，解调信号进入音频编解码单元9放大并转换为数字形式存储在数字基带单元11的缓冲区内。该数字形式信号在数字基带单元11内进行解调、提取、压缩、解密后，重建语音信号。重建的语音信号送入音频编解码单元9转换成模拟语音信号，并由音频编解码单元9放大后送入音频功率放大器单元16，驱动扬声器18；

VHF模拟模式接收：如图1所示，从天线端口1输入的VHF模拟信号通过VHF收发开关电路2进入VHF接收选频电路3进行选频放大，然后经由模拟基带单元8解调，产生语音信号送入音频编解码单元9放大后送入音频功率放大器单元16，驱动扬声器18；

UHF模拟模式接收：如图1所示，从天线端口1输入的UHF模拟信号通过UHF收发开关电路5进入UHF接收选频电路6进行选频放大，然后经由模拟基带单元8解调，产生语音信号送入音频编解码单元9放大后送入音频功率放大器单元16，驱动扬声器18；

VHF数字模式发射：如图1所示，进入麦克风17的音频信号经过音频编解码单元9放大后转换为数字信号，存储在数字基带单元11的缓冲区内。该数字形式信号在数字基带单元11内进行增益控制、压缩、加密、编码、调制后送入音频编解码单元9产生数字信号，数字信号经由外部时钟电路10进入模拟基带单元8产生数字射频信号，经由VHF功率放大电路4放大后进入VHF收发开关电路2，并通过天线端口1发射出去；

UHF数字模式发射：如图1所示，进入麦克风17的音频信号经过音频编解码单元9放大后转换为数字信号，存储在数字基带单元11的缓冲区内。该数字形式信号在数字基带单元11内进行增益控制、压缩、加密、编码、调制后送入音频编解码单元9产生数字信号，数字信号经由外部时钟电路10进入模拟基带单元8产生数字射频信号，经由UHF功率放大电路7放大后进入VHF收发开关电路5，并通过天线端口1发射出去；

VHF模拟模式发射：如图1所示，进入麦克风17的音频信号进入模拟基带单元8调制产生射频信号，经由VHF功率放大电路4放大后进入VHF收发开关电路2，并通过天线端口1发射出去；

UHF模拟模式发射：如图1所示，进入麦克风17的音频信号进入模拟基带单元8调制产生射频信号，经由UHF功率放大电路7放大后进入UHF收发开关电路5，并通过天线端口1发射出去；

本发明通过配合如图3所示的控制流程，当设置了数字+模拟或者模拟+数字模式可实现同频点下既可接收模拟信号也可接收数字信号；同时实现模拟或数字自适应发射，微处理器12通过判断信号的同步头是否存在(数字有同步头，模拟无同步头)，以此确定信号类型，之后微处理器12发送指令给音频编解码单元9中的声码器切换声码器类型为数字声码器(不解模拟信号)，同时微处理器12发送指令将整个微处理器12内部的通话流程和外部硬件音频通道切换为数字类型，即可实现数字通话类型的切换。同理，当时模拟通话时，微处理器12发送指令给音频编解码单元9中的声码器切换声码器为模拟声码器(不解数字信号)，同时微处理器12发送指令将整个微处理器12内部的通话流程和外部硬件音频通道切换为模拟类型，即可实现模拟通话类型的切换，所以当接收方收到模拟信号后自动切换到模拟模式，应答则以模拟模式进行应答；当接收方收到数字信号后自动切换到数字模式，应答则以数字模式进行应答。

如图4所示，本发明创造性地采用自适应双时隙作为数字模式的收发对讲方案，当接收到数字信号时，微处理器12的MCU软件同时解析两个时隙的帧内容，当判断T1是有效信号时就忽略T2的内容，将通话流程切到T1通话中(只在T1进行发送，并部分处理T2的接收内容)。同理，当判断T2是有效信号时就忽略T1的内容，将通话流程切到T2通话中(只在T2进行发送，并部分处理T1的接收内容)。所以当接收方收到T1时隙的信号后自动切换到T1时隙，应答则以T1时隙进行应答；当发射方收到T2时隙的信号后自动切换到T2时隙，应答则以T2时隙进行应答，实现一对一的相互通讯功能。

进一步的，在数字模式下两两分别固定选择T1和T2两种不同时隙，形成直通双时隙，T1时隙的两者通信就只处理T1的内容，忽略T2的内容，T2时隙的两者通信就只处理T2的内容，忽略T1的内容，实现邻近使用者在同一频点下两两独立通讯、互不干扰。

Claims (1)

1.一种双频DMR手持对讲机，其特征在于：其主机电路包括天线端口、VHF收发开关电路、UHF收发开关电路、VHF接收选频电路、UHF接收选频电路、VHF功率放大电路、UHF功率放大电路、模拟基带单元、数字基带单元、音频编解码单元、外部时钟电路、音频功率放大器单元、麦克风、扬声器、显示单元、微处理器、电源单元和接地系统；其中：

由电源单元为整个对讲机提供工作电源；

微处理器分别与模拟基带单元和数字基带单元进行通信连接；显示单元连接于微处理器的相应输出端；

由天线端口、VHF收发开关电路、VHF接收选频电路、模拟基带单元、音频编解码单元、数字基带单元、音频功率放大器单元和扬声器构成VHF数字模式接收通道；天线端口依次连接VHF收发开关电路、VHF接收选频电路、模拟基带单元和音频编解码单元，数字基带单元与音频编解码单元双向连接，音频编解码单元的输出端依次连接音频功率放大器单元和扬声器；

由天线端口、UHF收发开关电路、UHF接收选频电路、模拟基带单元、音频编解码单元、数字基带单元、音频功率放大器单元和扬声器构成UHF数字模式接收通道；天线端口依次连接UHF收发开关电路、UHF接收选频电路、模拟基带单元和音频编解码单元，数字基带单元与音频编解码单元双向连接，音频编解码单元的输出端依次连接音频功率放大器单元和扬声器；

由依次连接的天线端口、VHF收发开关电路、VHF接收选频电路、模拟基带单元、音频编解码单元、音频功率放大器单元和扬声器构成VHF模拟模式接收通道；

由依次连接的天线端口、UHF收发开关电路、UHF接收选频电路、模拟基带单元、音频编解码单元、音频功率放大器单元和扬声器构成UHF模拟模式接收通道；

由麦克风、音频编解码单元、数字基带单元、外部时钟电路、模拟基带单元、VHF功率放大电路、VHF收发开关电路和天线端口构成VHF数字模式发射通道；麦克风的输出端连接音频编解码单元的输入端，音频编解码单元与数字基带单元双向连接，音频编解码单元的数字信号输出端依次连接外部时钟电路、模拟基带单元、VHF功率放大电路、VHF收发开关电路和天线端口；

由麦克风、音频编解码单元、数字基带单元、外部时钟电路、模拟基带单元、UHF功率放大电路、UHF收发开关电路和天线端口构成UHF数字模式发射通道；麦克风的输出端连接音频编解码单元的输入端，音频编解码单元与数字基带单元双向连接，音频编解码单元的数字信号输出端依次连接外部时钟电路、模拟基带单元、UHF功率放大电路、UHF收发开关电路和天线端口；

由依次连接的麦克风、模拟基带单元、VHF功率放大电路、VHF收发开关电路和天线端口构成VHF模拟模式发射通道；

由依次连接的麦克风、模拟基带单元、UHF功率放大电路、UHF收发开关电路和天线端口构成UHF模拟模式发射通道。