CN110138405B - 通信装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通信装置和方法，该装置包括射频模块、信号处理模块和控制模块，信号处理模块分别与射频模块和控制模块连接；其中，射频模块，用于接收下行射频信号，并将下行射频信号转化为下行中频信号；信号处理模块，用于采用最小频移键控MSK解调方式对下行中频信号进行解调，得到下行基带信号；并采用MSK调制方式对上行基带信号进行调制，得到上行射频信号；射频模块还用于发送上行射频信号；控制模块，用于转发下行基带信号，并接收上行基带信号。该装置能够提升通信时的抗干扰能力，保证通信时的不间断联络。

Description

通信装置和方法

技术领域

本发明涉及通信领域，特别是涉及一种中长波通信装置和方法。

背景技术

通信技术是电子工程的重要分支，通信技术是以电磁波、声波或光波的形式把信息通过电脉冲，从发送端传输到一个或多个接收端，接收端对接收到的信息进行辨认。

现有技术中，在一些特殊环境下，如山洞等幽闭环境下，通过使用独立的发射装置和独立的接收装置作为通信系统，采用FSK调制方式实现通信。但是，现有的通信系统在遭到电子干扰或武力摧毁的情况下，通信容易出现间断。

因此，现有技术中的通信系统存在抗干扰能力较弱的问题。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中的通信系统存在抗干扰能力较弱的问题，提供一种通信装置和方法。

第一方面，本发明实施例提供一种通信装置，所述装置包括：射频模块、信号处理模块和控制模块，所述信号处理模块分别与所述射频模块和所述控制模块连接；其中，

所述射频模块，用于接收下行射频信号，并将所述下行射频信号转化为下行中频信号；

所述信号处理模块，用于采用最小频移键控MSK解调方式对所述下行中频信号进行解调，得到下行基带信号；并采用MSK调制方式对上行基带信号进行调制，得到所述上行射频信号；

所述射频模块还用于发送所述上行射频信号；

所述控制模块，用于转发所述下行基带信号，并接收所述上行基带信号。

在其中一个实施例中，所述信号处理模块包括控制器和调制解调器；所述控制器和所述调制解调器电连接；其中，

所述控制器用于对所述下行中频信号进行下变频处理，得到下变频信号，将所述下变频信号发送给所述调制解调器；

所述调制解调器用于对所述下变频信号进行解调处理，得到所述下行基带信号，并将所述下行基带信号发送给所述控制器。

在其中一个实施例中，所述控制器还用于获取所述上行基带信号，并将所述上行基带信号发送给所述调制解调器；

所述调制解调器还用于对所述上行基带信号进行调制处理，得到所述上行中频信号，并将所述上行中频信号发送给所述控制器；

所述控制器还用于对所述上行中频信号进行上变频，得到所述上行射频信号。

在其中一个实施例中，所述控制器还用于对所述下变频信号进行解析，得到所述下变频信号对应的报文，并判断所述报文是否为合法报文，若是，则将所述下变频信号发送给所述调制解调器。

在其中一个实施例中，所述解调处理包括同步头识别处理、同步头计算处理和接收信号数据计算处理中的至少一个。

在其中一个实施例中，所述调制处理包括219卷积编码处理、交织处理、walsh编码处理、扩频处理、加扰处理以及MSK预编码处理中的至少一个。

在其中一个实施例中，所述射频模块的发射电路包括放大器和谐波滤波器，所述放大器的输入端与所述信号处理模块的输出端连接，所述放大器的输出端与所述谐波滤波器连接；其中，

所述放大器用于放大所述上行射频信号的功率，得到放大功率后的上行射频信号；

所述谐波滤波器用于根据预设的第一频率对所述放大功率后的上行射频信号进行滤波，并发送滤波后的上行射频信号。

在其中一个实施例中，所述射频模块的接收电路包括保护滤波器、混频器和多级放大滤波组合，所述混频器分别与所述保护滤波器和所述多级放大滤波组合连接；其中，

所述保护滤波器用于根据预设的第二频率对所述下行射频信号进行滤波，得到滤波后的下行射频信号；

所述混频器用于对所述滤波后的下行射频信号进行混频处理，得到混频后的下行中频信号；所述混频后的下行中频信号的频率与预设频率相匹配；

所述多级放大滤波组合用于对所述混频后的下行中频信号进行多级放大或多级滤波，得到所述下行中频信号。

在其中一个实施例中，所述装置还包括电源模块；所述电源模块分别与所述射频模块、所述信号处理模块和所述控制模块电连接，用于为所述射频模块、所述信号处理模块和所述控制模块提供电源。

第二方面，本发明实施例提供一种通信方法，所述方法应用于上述实施例所述的通信装置，所述通信装置包括射频模块、信号处理模块和控制模块，所述方法包括：

射频模块接收下行射频信号，并将所述下行射频信号转化为下行中频信号；

信号处理模块采用最小频移键控MSK解调方式对所述下行中频信号进行解调，得到下行基带信号；并采用MSK调制方式对上行基带信号进行调制，得到上行射频信号；

射频模块发送所述上行射频信号；

控制模块转发所述下行基带信号，并接收所述上行基带信号。

在其中一个实施例中，所述对所述下行中频信号进行解调，得到下行基带信号，包括：

对所述下行中频信号进行解调处理，得到所述下行基带信号；所述解调处理包括同步头识别处理、同步头计算处理和接收信号数据计算处理中的至少一个。

在其中一个实施例中，所述同步头计算处理包括频偏估计处理、频偏纠正处理、RLS迭代处理和同步头信噪比估计处理；

所述接收信号数据计算处理包括数据块长度判断处理、数据块搬移处理、去频偏处理、去扰处理、解扩处理、分集合并处理、walsh软译码处理、walsh硬译码处理、walsh再编码处理、RLS迭代处理、信噪比估计处理、去交织处理和219卷积译码处理。

在其中一个实施例中，所述对上行基带信号进行调制，得到所述上行射频信号，包括：

对所述上行基带信号进行调制处理，得到所述上行射频信号；所述调制处理包括219卷积编码处理、交织处理、walsh编码处理、扩频处理、加扰处理以及MSK预编码处理中的至少一个。

在其中一个实施例中，所述控制模块转发所述下行基带信号，包括：

所述控制模块对所述下行基带信号进行解析，得到解析后的下行基带信号；

所述控制模块对所述解析后的下行基带信号按照预设的协议进行封装，并转发封装后的下行基带信号。

在其中一个实施例中，所述控制模块接收所述上行基带信号，包括：

所述控制模块接收下发的用户指令，对所述用户指令进行解析，得到上行基带数据；

所述控制模块对所述上行基带数据按照预设的数据格式进行封装，得到所述上行基带信号。

上述实施例提供的通信装置和方法中，通信装置包括射频模块、信号处理模块和控制模块，射频模块接收下行射频信号，并将下行射频信号转化为下行中频信号，信号处理模块采用MSK解调方式对下行中频信号进行解调，得到下行基带信号，控制模块转发得到的下行基带信号，并接收上行基带信号，信号处理模块采用MSK调制方式对接收到的上行基带信号进行调制，得到上行射频信号，射频模块发送得到的上行射频信号，由于该装置能够对接收下行射频信采用MSK解调方式对下行中频信号进行解调，得到下行基带信号并转发得到的下行基带信号，同时能够接收上行基带信号，采用MSK调制方式对上行基带信号进行调制，得到上行射频信号并发送上行射频信号，集接收与发送为一体，相比于现有技术中使用独立的发射装置和独立的接收装置作为通信系统，能够提升通信时的抗干扰能力；另外，该通信装置采用的MSK调制解调方式相比于现有技术中的其他调制解调方式，能够进一步的提升该通信装置在通信时的抗干扰能力，保证通信时的不间断联络。

附图说明

图1为一个实施例提供的通信装置示意图；

图2为另一个实施例提供的通信装置示意图；

图3为另一个实施例提供的通信装置示意图；

图4为另一个实施例提供的通信装置示意图；

图5为一个实施例提供的射频信道的工作原理图；

图6为另一个实施例提供的通信装置示意图；

图7为一个实施例提供的通信方法的流程示意图；

图8为一个实施例提供的对下行中频信号进行解调的流程示意图；

图9为一个实施例提供的对上行基带信号进行调制的流程示意图；

图10为一个实施例提供的同步检测算法流程图；

图11为另一个实施例提供的通信方法的流程示意图；

图12为一个实施例提供的控制下行基带信号转发的流程图；

图13为另一个实施例提供的通信方法的流程示意图；

图14为一个实施例提供的接收上行基带信号的流程图；

图15为一个实施例提供的通信频率探测流程图；

图16为一个实施例提供的信道组网过程示意图。

附图标记说明：

射频模块100； 放大器101； 谐波滤波器102；

保护滤波器103； 混频器104； 多级放大滤波组合105；

信号处理模块200； 控制器201； 调制解调器202；

控制模块300； 电源模块400。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

现有技术中，在一些特殊环境下，如山洞等幽闭环境下，通过使用独立的发射装置和独立的接收装置作为通信系统，采用FSK调制方式实现通信。但是，现有的通信系统在遭到电子干扰或武力摧毁的情况下，通信容易出现间断，存在抗干扰能力较弱的问题。

下面以具体的实施例对本发明的技术方案以及本发明的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。

图1为一个实施例提供的通信装置示意图。如图1所示，通信装置包括：射频模块100、信号处理模块200和控制模块300，信号处理模块200分别与射频模块100和控制模块300连接；其中，射频模块100，用于接收下行射频信号，并将下行射频信号转化为下行中频信号；信号处理模块200，用于采用最小频移键控MSK解调方式对下行中频信号进行解调，得到下行基带信号；并采用MSK调制方式对上行基带信号进行调制，得到上行射频信号；射频模块100还用于发送上行射频信号；控制模块300，用于转发下行基带信号，并接收上行基带信号。

具体的，上述通信装置包括射频模块100、信号处理模块200和控制模块300，信号处理模块200分别与射频模块100和控制模块300连接。

在转发下行基带信号的场景中，上述通信装置中的射频模块100用于接收下行射频信号，并将下行射频信号转化为下行中频信号；信号处理模块200采用最小频移键控(Minimum Shift Key,MSK)解调方式对上述下行中频信号进行解调，得到下行基带信号；控制模块300用于转发该下行基带信号。可选的，信号处理模块200可以包括模数转换器，将下行中频信号转换为下行中频数字信号，对得到的下行中频数字信号采用MSK解调方式进行解调。可选的，信号处理模块200可以判断接收到的下行中频信号是否为上述通信装置所对应的信号，并只对该通信装置对应的信号进行解调。可选的，控制模块300可以通过通信装置的外部接口，对下行基带信号进行转发。

在反射上行射频信号的场景中，上述通信装置中的控制模块300用于接收上行基带信号；信号处理模块200用于采用MSK调制方式对上述上行基带信号进行调制，得到上行射频信号；射频模块100用于发送上述上行射频信号。可选的，信号处理模块200还可以包括数模转换器，将上行射频信号转化为上行射频模拟信号。可选的，控制模块300可以通过通信装置的外部接口接收上行基带信号。

在本实施例中，通信装置能够对接收下行射频信采用MSK解调方式对下行中频信号进行解调，得到下行基带信号并转发得到的下行基带信号，同时能够接收上行基带信号，采用MSK调制方式对上行基带信号进行调制，得到上行射频信号并发送上行射频信号，集接收与发送为一体，相比于现有技术中使用独立的发射装置和独立的接收装置作为通信系统，能够提升通信时的抗干扰能力；另外，该通信装置采用的MSK调制解调方式相比于现有技术中的其他调制解调方式，能够进一步的提升该通信装置在通信时的抗干扰能力，保证通信时的不间断联络。

图2为另一个实施例提供的通信装置示意图。如图2所示，信号处理模块200包括控制器201和调制解调器202；控制器201和调制解调器202电连接；其中，控制器201用于对下行中频信号进行下变频处理，得到下变频信号，将下变频信号发送给调制解调器202；调制解调器202用于对下变频信号进行解调处理，得到下行基带信号，并将下行基带信号发送给控制器201。

具体的，信号处理模块200包括控制器201和调制解调器202，控制器201和调制解调器202电连接。在转发下行基带信号的场景中，控制器201用于对上述下行中频信号进行下变频处理，得到下变频信号，并将下变频信号发送给上述调制解调器202，调制解调器202用于对上述下变频信号进行解调处理，得到下行基带信号，并将下行基带信号发送给控制器201。可选的，解调处理包括同步头识别处理、同步头计算处理和接收信号数据计算处理中的至少一个。可选的，控制器201可以是现场可编程门阵列控制器(Field-ProgrammableGate Array，FPGA)，也可以是复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable LogicDevice，CPLD)。可选的，调制解调器202可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，DSP)，也可以是微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)。

在本实施例中，信号处理模块包括控制器和调制解调器，由于信号处理模块包括的控制器能够对下行中频信号进行下变频处理得到下变频信号，调制解调器能够对下变频信号进行解调处理，得到下行基带信号并将下行基带信号发送给控制器，控制器和调制解调器分别执行相应的操作，提高了得到下行基带信号的效率。

请继续参见图2，在上述实施例的基础上，作为一种可选的实施方式，控制器201还用于获取上行基带信号，并将上行基带信号发送给调制解调器202；调制解调器202还用于对上行基带信号进行调制处理，得到上行中频信号，并将上行中频信号发送给控制器201；控制器201还用于对上行中频信号进行上变频，得到上行射频信号。

具体的，在反射上行射频信号的场景中，控制器201还用于获取上述上行基带信号，并将上行基带信号发送给调制解调器202，调制解调器202还用于对上述上行基带信号进行调制处理，得到上行中频信号，并将上行中频信号发送给上述控制器201，控制器201还用于对上行中频信号进行上变频，得到上述上行射频信号。可选的，调制处理包括219卷积编码处理、交织处理、walsh编码处理、扩频处理、加扰处理以及MSK预编码处理中的至少一个。可选的，控制器201可以是FPGA，也可以是CPLD。可选的，调制解调器202可以是DSP，也可以是MCU。

在本实施例中，由于信号处理模块包括的控制器能够获取上行基带信号，并将上行基带信号发送给调制解调器，调制解调器对该上行基带信号进行调制处理，得到上行中频信号，并将上行中频信号发送给控制器，控制器对该上行中频信号进行上变频，得到上行射频信号，控制器和调制解调器分别执行相应的操作，提高了得到上行射频信号的效率。

在信号处理模块对接收到的信号进行处理的场景中，信号处理模块会对接收到的信号进行判断，判断接收到的信号的报文是否为合法报文。请继续参见图2，在上述实施例的基础上，作为一种可选的实施方式，控制器201还用于对下变频信号进行解析，得到下变频信号对应的报文，并判断报文是否为合法报文，若是，则将下变频信号发送给调制解调器202。

具体的，控制器201将下行中频信号进行下变频处理，得到下变频信号后，会对下变频信号进行解析，得到下变频信号对应的报文，并判断得到的报文是否为合法报文，若下变频信号对应的报文是合法报文，则将该下变频信号发送给调制解调器202。其中，合法报文指的是该通信装置发送的信号所对应的报文。可选的，若下变频信号对应的报文是非法报文，则控制器201可以对该下变频信号不做处理

在本实施例中，通信装置的控制器能够对下变频信号进行解析，得到下变频信号对应的报文，并判断报文是否为合法报文，并将合法报文对应的下变频信号发送给调制解调器，由于控制器只将合法报文对应的下变频信号发送给了调制解调器，能够避免调制解调器对其他的下变频信号进行处理，提高了调制解调器对下变频信号进行解调处理的效率。

图3为另一个实施例提供的通信装置示意图。如图3所示，射频模块100的发射电路包括放大器101和谐波滤波器102，放大器101的输入端与信号处理模块200的输出端连接，放大器101的输出端与谐波滤波器102连接；其中，放大器101用于放大上行射频信号的功率，得到放大功率后的上行射频信号；谐波滤波器102用于根据预设的第一频率对放大功率后的上行射频信号进行滤波，并发送滤波后的上行射频信号。

具体的，射频模块100的发射电路包括放大器101和谐波滤波器102，放大器101的输入端与信号处理模块200的输出端连接，放大器101的输出端与谐波滤波器102连接。放大器101用于放大上行射频信号的功率，得到放大功率后的上行射频信号，谐波滤波器102根据预设的第一频率对放大功率后的上行射频信号进行滤波，并发送滤波后的上行射频信号。可选的，谐波滤波器102可以根据预设的第一频率，滤除掉放大功率后的上行射频信号中的高频杂波信号，得到滤波后的上行射频信号。

在本实施例中，射频模块的发射电路包括放大器和谐波滤波器，放大器能够放大上行射频信号的功率，得到放大功率后的上行射频信号，谐波滤波器能够根据预设的第一功率对放大功率后的上行射频信号进行滤波，滤波后的上行射频信号滤除掉了无用的杂波，降低了上行射频信号的噪声，提高了射频模块发射上行射频信号的性能。

图4为另一个实施例提供的通信装置示意图。如图4所示，射频模块100的接收电路包括保护滤波器103、混频器104和多级放大滤波组合105，混频器104分别与保护滤波器103和多级放大滤波组合105连接；其中，保护滤波器103用于根据预设的第二频率对下行射频信号进行滤波，得到滤波后的下行射频信号；混频器104用于对滤波后的下行射频信号进行混频处理，得到混频后的下行中频信号；混频后的下行中频信号的频率与预设频率相匹配；多级放大滤波组合105用于对混频后的下行中频信号进行多级放大或多级滤波，得到下行中频信号。

具体的，射频模块100的接收电路包括保护滤波器103、混频器104和多级放大滤波组合105，混频器104分别与保护滤波器103和多级放大滤波组合105连接。保护滤波器103用于根据预设的第二频率对下行射频信号进行滤波，得到滤波后的下行射频信号，混频器104对滤波后的下行射频信号进行混频处理，得到混频后的下行中频信号，其中，混频后的下行中频信号的频率与预设频率相匹配，多级放大滤波组合105对混频后的下行中频信号进行多级放大或多级滤波，得到下行中频信号。可选的，混频器104对滤波后的下行射频信号进行混频处理，得到的混频后的下行中频信号的频率可以与预设频率相同，也可以与预设频率大致相同。可选的，混频器104可以根据控制器201生成的本振信号，对滤波后的下行射频信号进行混频处理，得到混频后的下行中频信号。

在本实施例中，射频模块的接收电路包括保护滤波器、混频器和多级放大滤波组合，混频器能够对经过保护滤波器滤波后的下行射频信号进行混频处理，得到混频后的下行中频信号，混频后的下行中频信号的频率与预设频率相匹配，这样使得多级放大滤波组合处理的混频后的下行中频信号的频率为固定频率，提高了多级放大滤波组合对混频后的下行中频信号的处理效率。

图5为一个实施例提供的射频信道的工作原理图。如图5所示，可以理解的是，射频模块的射频信道包括高压保护电路、天线衰减电路、宽带滤波(Band-Pass Filter,BPF)、高电平混频、中频窄带滤波、中频放大、自动增益控制(Automatic Gain Control,AGC)电路和功率分配器电路。高压保护电路采用放电管，在受到雷击时将输入端短路到地，保护电路不被损坏。天线衰减电路采用两级级联实现4种衰减量控制，用微型继电器实现切换控制，前段采用九阶椭圆低通级联。宽带滤波采用五阶切比雪夫低通滤波器，滤除带外干扰。高电平混频将前端滤波器输入的信号与频率合成器送来的本振信号相减，得到一个较高频率的中频信号。为了得到较高的镜像和中频抑制，在混频器的前端加入一个五阶切比雪夫低通滤波器，以补偿椭圆滤波器对高频抑制的不足。中频窄带滤波用于将所需的信号从宽带频谱中选出来，滤除无用的干扰，要求其具有很窄的带宽、良好的矩形系数和阻带特性，晶体滤波器可以满足要求。与常规设计不同，这里将晶体滤波器分为两个，一个置于混频器之后，对混频器的输出进行预滤波，降低对第一级中频放大器(Amplifier,AMP)的要求，达到较高的三阶截距，这个滤波器的主要要求是低的插入损耗和较高的三阶互调指标；另一个滤波器置于中频放大器之后，要求它具有良好的矩形系数和较高的阻带抑制，且无寄生响应。两个滤波器叠加后的响应应满足射频信道的频率响应平坦度要求。为了改善中频信号的信噪比，在晶体滤波器之前增加设计了低噪声放大器(Low Noise Amplifer,LNA)。采用BFP196设计调谐放大器实现，同时具有较高的二阶性能。中频放大器用于将滤波器选出的信号放大到数字信号处理器所需的电平，它要求低噪声和高增益，共有四级放大电路实现信号的放大。四级电路均设计为固定增益电路，增加设计1个π型衰减器进行增益控制调整。AGC电路由两级可控数字衰减器(Attenuation,ATT)组成，每级用一个集成块与天线衰减器一起实现对信号的控制。功率分配器(PSC)电路将放大后的中频信号分为两路，一路直接输出模拟中频，一路送往信号处理单元供信号解调等使用。

图6为另一个实施例提供的通信装置示意图。如图6所示，上述装置还包括电源模块400；电源模块400分别与射频模块100、信号处理模块200和控制模块300电连接，用于为射频模块100、信号处理模块200和控制模块300提供电源。

具体的，上述通信装置还包括电源模块400，电源模块400分别与射频模块100、信号处理模块200和控制模块300电连接。电源模块400为射频模块100、信号处理模块200和控制模块300提供电源。可选的，电源模块400可以是电池，也可以是外接电源。

在本实施例中，通信装置还包括电源模块，电源模块分别与射频模块、信号处理模块和控制模块电连接，为其提供电源，保证了射频模块、信号处理模块和控制模块的正常工作，提高了通信装置的工作性能。

图7为一个实施例提供的通信方法的流程示意图。如图7所示，该方法包括：

S701，射频模块接收下行射频信号，并将下行射频信号转化为下行中频信号。

S702，信号处理模块采用最小频移键控MSK解调方式对下行中频信号进行解调，得到下行基带信号；并采用MSK调制方式对上行基带信号进行调制，得到上行射频信号。

S703，射频模块发送上行射频信号。

S704，控制模块转发下行基带信号，并接收上行基带信号。

上述实施例提供的通信方法，其实现原理和技术效果与上述通信装置实施例类似，在此不再赘述。

图8为一个实施例提供的对下行中频信号进行解调的流程示意图。如图8所示，上述对下行中频信号进行解调，得到下行基带信号，包括：对下行中频信号进行解调处理，得到下行基带信号；解调处理包括同步头识别、同步头计算和接收信号数据计算中的至少一个。

具体的，上述信号处理模块对下行中频信号进行解调处理，得到下行基带信号，其中，解调处理包括同步头识别、同步头计算和接收信号数据计算中的至少一个。可选的，如图8所示，同步头计算处理包括频偏估计处理、频偏纠正处理、RLS迭代处理和同步头信噪比估计处理；接收信号数据计算处理包括数据块长度判断处理、数据块搬移处理、去频偏处理、去扰处理、解扩处理、分集合并处理、walsh软译码处理、walsh硬译码处理、walsh再编码处理、RLS迭代处理、信噪比估计处理、去交织处理和219卷积译码处理。

在本实施例中，对下行中频信号进行的解调处理包括同步头识别处理、同步头计算处理和接收信号数据计算处理中的至少一个，通过这些完善的解调处理方法对下行中频信号进行解调处理，能够提高得到的下行基带信号的准确度。

图9为一个实施例提供的对上行基带信号进行调制的流程示意图。图10为一个实施例提供的同步检测算法流程图。如图9所示，对上行基带信号进行调制，得到上行射频信号，包括：对上行基带信号进行调制处理，得到上行射频信号；调制处理包括219卷积编码处理、交织处理、walsh编码处理、扩频处理、加扰处理以及MSK预编码处理中的至少一个。

具体的，上述信号处理模块对上行基带信号进行调制处理，得到上行射频信号，其中，调制处理包括219卷积编码处理、交织处理、walsh编码处理、扩频处理、加扰处理以及MSK预编码处理中的至少一个。可以理解的是，信号处理模块对上行基带信号进行调制处理之前，可以先对上行基带信号的波形进行同步检测，确定当前的上行基带信号的波形类型，根据确定的波形类型对上行基带信号进行调制。如图10所示，可选的，对上行基带信号的波形检测可以采用快速傅氏变换(Fast Fourier Transformation,FFT)算法来检测当前的上行基带信号的波形类型。可选的，FFT算法的阈值可以采用相对阈值进行同步判决，即采用相关序列的峰值与相关序列的平均能量的比值作为判决门限。

在本实施例中，对上行基带信号进行的调制处理包括219卷积编码处理、交织处理、walsh编码处理、扩频处理、加扰处理以及MSK预编码处理中的至少一个，通过这些完善的调制处理方法对上行基带信号进行调制处理，能够提高得到的上行射频信号的准确度。

图11为另一个实施例提供的通信方法的流程示意图。图12为一个实施例提供的控制下行基带信号转发的流程图。在上述实施例的基础上，作为一种可选的实施方式，控制模块转发下行基带信号，包括：

S1101，控制模块对下行基带信号进行解析，得到解析后的下行基带信号。

具体的，控制模块对信号处理模块透传过来的下行基带信号进行解析，得到解析后的下行基带信号。可选的，控制模块可以按照预设的解析协议对下行基带信号进行解析，得到解析后的下行基带信号。例如，控制模块可以按照地址解析协议(Address ResolutionProtocol,ARP)对下行基带信号进行解析，得到解析后的下行基带信号。

S1102，控制模块对解析后的下行基带信号按照预设的协议进行封装，并转发封装后的下行基带信号。

具体的，控制模块按照预设的协议对解析后的下行基带信号进行封装，并转发封装后的下行基带信号。可选的，控制模块可以通过网口转发封装后的下行基带信号。可选的，控制模块可以将封装后的下行基带信号上报给终端，也可以将封装后的下行基带信号进行存储。可选的，控制模块还可以对功率放大器上报的数据进行解析，并将解析后的数据进行封装，将封装后的数据上报给终端或存储。

在本实施例中，控制模块能够对下行基带信号进行解析，得到解析后的下行基带信号，对解析后的下行基带信号按照预设的协议进行封装，并转发封装后的下行基带信号，这样控制模块转发的下行基带信号是经过解析和封装的下行基带信号，在解析和封装的过程中降低了下行基带信号的噪声，提高了对下行基带信号的转发效率。

图13为另一个实施例提供的通信方法的流程示意图。图14为一个实施例提供的接收上行基带信号的流程图。在上述实施例的基础上，作为一种可选的实施方式，控制模块接收上行基带信号，包括：

S1301，控制模块接收下发的用户指令，对用户指令进行解析，得到上行基带数据。

具体的，控制模块接收下发的用户指令，对接收到的用户指令进行解析，得到上行基带数据。可选的，用户指令可以是设置指令，也可以是查询指令或者控制指令。

S1302，控制模块对上行基带数据按照预设的数据格式进行封装，得到上行基带信号。

具体的，控制模块对得到的上行基带数据按照预设的数据格式进行封装，得到上行基带信号。可选的，控制模块可以通过串口将得到的上行基带信号发送给信号处理模块中的控制器，通过控制器将上行基带信号透传给调制解调器。可选的，控制模块可以对功率放大器设置相关参数，并按照预设的格式将设置的相关参数下发给功率放大器。

在本实施例中，控制模块得到的上行基带信号是根据下发的用户指令，对用户指令进行解析得到上行基带数据，对上行基带数据按照预设的数据格式进行封装得到的上行基带信号，该过程降低了得到的上行基带信号中的噪声，提高了得到上行基带信号的效率。

图15为一个实施例提供的通信频率探测流程图。上述实施例描述的通信装置在进行通信时，通信双方在未建立通信链路之前，可以使用频率优选技术，自动选择通信的频率。例如，以站点A作为主发站、站点B作为主收站为例，收发双方的收发频率由时统信号按照预制的频率表确定，每个频率下有4个时隙，分别是探测时隙(A->B)，应答时隙(B->A)，应答时隙(A->B)，结束时隙(B->A)，收发双方根据探测过程中双向信道质量信息，确定探测过程结束，或者切换至下一信道(频率点)继续探测。初始状态站点A和站点B均处于接收值守状态，站点A和站点B根据频率表确定各自的发射或接收信号的频率，由时统信号以保证两者频率同步。单个频点下站点A与站点B之间的频率探测流程如图15所示。时隙1：站点A发送探测帧消息；同一时刻站点B处于接收值守状态。时隙2：站点A进入接收值守状态；若站点B收到对应其地址码的探测帧消息，且计算得到站点A到站点B信道信噪比优于门限值，则保存此信噪比信息，同时在该时隙发送相应的探测应答帧消息；否则一直保持接收值守状态，不做响应；时隙3：若站点A收到对应其地址码的探测应答帧消息，且计算得到站点B到站点A信道信噪比优于门限值，则保存此信噪比信息以及收到消息中包含的站点A到站点B信道信噪比信息，同时在该时隙发送相应的探测应答帧消息；否则一直保持接收值守状态，不做响应；站点B处于接收值守状态；时隙4：站点A进入接收值守状态，在收到探测结束帧消息后，若双向信道信噪比均优于门限值,则判定当前频率为站点A、B之间的频率优选频率，选频过程结束，否则按照频率表切换至下一个频点继续探测过程；若站点B中保存的双向信道信噪比均优于门限值，则发送探测结束帧消息，用于通知站点A此频点选频过程结束，然后选频过程结束，否则按照频率表切换至下一个频点继续探测过程。以工作频率为200KHz-1MKHz，工作带宽800KHz为例来说明所采用的预制的频率表，工作频率为200KHz-1MKHz，工作带宽800KHz的系统可容纳268个信道，为提高信道频率优选过程的效率，将此268个信道分成33轮询组，所有间隔33个信道(99KHz)的信道划分在一个轮询分组中，每个轮询组有8、9个信道；频率表的分组顺序采用逐次二分的方式进行，在保证轮询速度较快的条件下，尽量均匀的覆盖整个频段范围。探测过程所采用的频率表采用对信道质量进行轮询探测的顺序，以达到尽快找到可通信道的效果。

图16为一个实施例提供的信道组网过程示意图。上述实施例描述的通信装置在应用时可以进行组网应用设计，组网结构为星状网：1个中心站，8个从站。组网的基础是中心站和参与组网的各个从站已完成频率探测过程，中心站与从站之间的通信信道频率已确定，信道过程如图16所示。中心站首先以频率fA1发送建链帧，等待从站1的建链应答帧消息，若中心站能在门限时间范围内收到建链应答帧消息、则表示中心站与从站1之间建链成功，否则表示中心站与从站1之间建链失败。中心站与从站1之间建链状态确认后，对其他参数组网的从站重复上述过程，直到中心站与参与组网的各从站全部完成建链过程。网络建立之后，中心站可以在任意时刻对任意从站发送询问、控制、数据等信号；各从站在其与中心站通信信道对应频率上处于接收值守状态，当收到由中心站发来的信号后，向中心站回复信号，不可主动发起信号。网络维护功能主要用于测试网络中中心站与各总站之间的网络时候连接正常，通过人工方式启动。启动网络维护功能后，中心站依次向各从站发送状态查询信号，若能收到对应从站的回复信号，则表示该从站的网络正常；若不能收到对应从站的回复信号，中心站会自动对该从站在此发送信号以进行二次确认，若中心站仍然无法收到从站的回复信号，则表示该从站的网络异常，中心站将此从站从网络中去除。迟入网功能主要用于在网络已经建立的情况下，对没有入网的从站进行入网的操作。若中心站与此需要入网的从站之间的通信频率已知，则中心站直接对该从站发出建链帧信号，中心站收到建链帧应答信号后即完成入网；若中心站与此需要入网的从站之间的通信频率未知，则中心站需要先对改从站完成频率探测过程，选出两者通信频率后，中心站对该从站发出建链帧信号，中心站收到建链帧应答信号后即完成入网。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种通信装置，其特征在于，所述装置应用于中长波波段的调制解调过程，所述装置包括：射频模块、信号处理模块和控制模块，所述信号处理模块分别与所述射频模块和所述控制模块连接；其中，

所述射频模块，用于接收下行射频信号，并将所述下行射频信号转化为下行中频信号；

所述射频模块的接收电路包括保护滤波器、混频器和多级放大滤波组合，所述混频器分别与所述保护滤波器和所述多级放大滤波组合连接；其中，所述保护滤波器用于根据预设的第二频率对所述下行射频信号进行滤波，得到滤波后的下行射频信号；所述混频器用于对所述滤波后的下行射频信号进行混频处理，得到混频后的下行中频信号；所述混频后的下行中频信号的频率与预设频率相匹配；所述多级放大滤波组合用于对所述混频后的下行中频信号进行多级放大或多级滤波，得到所述下行中频信号；所述保护滤波器包括九阶椭圆低通滤波器和五阶切比雪夫低通滤波器；所述多级放大滤波组合包括两个晶体滤波器和四级中频放大器，其中一个所述晶体滤波器设置于所述混频器之后，另一个所述晶体滤波器设置于所述中频放大器之后，四级中频放大器均设计为固定增益中频放大电路；

所述信号处理模块，用于采用最小频移键控MSK解调方式对所述下行中频信号进行解调处理，得到下行基带信号；采用快速傅氏变换算法对上行基带信号的波形类型进行同步检测，并采用MSK调制方式对所述上行基带信号进行调制处理，得到所述上行射频信号，所述调制处理包括219卷积编码处理、交织处理、walsh编码处理、扩频处理、加扰处理以及MSK预编码处理；所述解调处理包括同步头识别、同步头计算和接收信号数据计算；所述同步头计算处理包括频偏估计处理、频偏纠正处理、RLS迭代处理和同步头信噪比估计处理；所述接收信号数据计算处理包括数据块长度判断处理、数据块搬移处理、去频偏处理、去扰处理、解扩处理、分集合并处理、walsh软译码处理、walsh硬译码处理、walsh再编码处理、RLS迭代处理、信噪比估计处理、去交织处理和219卷积译码处理；

所述射频模块还用于发送所述上行射频信号；

所述控制模块，用于转发所述下行基带信号，并接收所述上行基带信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号处理模块包括控制器和调制解调器；所述控制器和所述调制解调器电连接；其中，

所述控制器用于对所述下行中频信号进行下变频处理，得到下变频信号，将所述下变频信号发送给所述调制解调器；

所述调制解调器用于对所述下变频信号进行解调处理，得到所述下行基带信号，并将所述下行基带信号发送给所述控制器。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制器还用于获取所述上行基带信号，并将所述上行基带信号发送给所述调制解调器；

所述调制解调器还用于对所述上行基带信号进行调制处理，得到所述上行中频信号，并将所述上行中频信号发送给所述控制器；

所述控制器还用于对所述上行中频信号进行上变频，得到所述上行射频信号。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述控制器还用于对所述下变频信号进行解析，得到所述下变频信号对应的报文，并判断所述报文是否为合法报文，若是，则将所述下变频信号发送给所述调制解调器。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述解调处理包括同步头识别处理、同步头计算处理和接收信号数据计算处理。

6.根据权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，所述射频模块的发射电路包括放大器和谐波滤波器，所述放大器的输入端与所述信号处理模块的输出端连接，所述放大器的输出端与所述谐波滤波器连接；其中，

所述放大器用于放大所述上行射频信号的功率，得到放大功率后的上行射频信号；

所述谐波滤波器用于根据预设的第一频率对所述放大功率后的上行射频信号进行滤波，并发送滤波后的上行射频信号。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括电源模块；所述电源模块分别与所述射频模块、所述信号处理模块和所述控制模块电连接，用于为所述射频模块、所述信号处理模块和所述控制模块提供电源。

8.一种通信方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1-7任一项所述的通信装置，所述通信装置包括射频模块、信号处理模块和控制模块，所述方法包括：

射频模块接收下行射频信号，并将所述下行射频信号转化为下行中频信号；

信号处理模块采用最小频移键控MSK解调方式对所述下行中频信号进行解调处理，得到下行基带信号；并采用MSK调制方式对上行基带信号进行调制处理，得到上行射频信号，所述调制处理包括219卷积编码处理、交织处理、walsh编码处理、扩频处理、加扰处理以及MSK预编码处理；

射频模块发送所述上行射频信号；

控制模块转发所述下行基带信号，并接收所述上行基带信号。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对所述下行中频信号进行解调，得到下行基带信号，包括：

对所述下行中频信号进行解调处理，得到所述下行基带信号；所述解调处理包括同步头识别处理、同步头计算处理和接收信号数据计算处理。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述控制模块转发所述下行基带信号，包括：

所述控制模块对所述下行基带信号进行解析，得到解析后的下行基带信号；

所述控制模块对所述解析后的下行基带信号按照预设的协议进行封装，并转发封装后的下行基带信号。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述控制模块接收所述上行基带信号，包括：

所述控制模块接收下发的用户指令，对所述用户指令进行解析，得到上行基带数据；

所述控制模块对所述上行基带数据按照预设的数据格式进行封装，得到所述上行基带信号。

Images