CN201577088U - 短波网络控制终端 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种短波网络控制终端，包括与上位机相接且用于与上位机进行数据交换并对所收发信息进行组帧拆帧、信息融合、时序管理及网络管理的网络控制单元、与短波无线电台的信号收发器相接且对所收发信息调制解调处理的调制解调模块以及分别与网络控制单元和调制解调模块相接的电源管理模块，网络控制单元与调制解调模块相接；所述网络控制单元和调制解调模块均串接在所述短波无线电台的信号收发链路中。本实用新型体积小、功耗低、通用性强、网络管理及能力强且数据传输性能优异、系统可升级和可扩展能力强，能有效解决现有的短波网络控制设备所存在多种实际问题。
Description
技术领域
本实用新型属于短波无线通信技术领域，尤其是涉及一种短波网络控制终端。
背景技术
短波网络控制终端是短波电台数据传输和组网的核心部件，其能完成基带信号的调制解调、编码、解码、组帧、网络控制等多种功能，可以实现短波无线通信系统的自适应频率选择、信息自动采集以及信息传输与处理等多种处理业务，在民航、气象、森林防火、消防等应急通信方面有着广泛的推广及应用。但是，现如今所使用的民用短波电台大多都不具备自组网能力，因而通信全过程均需要派人职守并进行实时监控，不仅效率低下，而且使用效果较差，尤其不适用于无人职守的场合使用。
具体而言，现有的短波网络控制终端主要存在以下问题：1、频率自适应选择问题，欠缺最佳频率的自动选择和更换功能：短波系统主要采用天波传输，由于其传输介质电离层的时变和色散特性，再加上传输环境和人为的干扰，因而最佳工作频率的选择是通信质量保障的关键，目前民用电台基本上都没有最佳工作频率的选择功能，或者与数据传输系统结合不紧密，因而通信过程中一般均需要人为参与。2、网络控制较差，不具备自组网能力：传统的民用短波电台往往是点对点的通信模式，一般都不具有组网能力。3、数据传输性能差，可靠性低：目前，市场上民用短波电台的数据传输性能差异性很大，无论是数据传输性能还是处理延时性能均不同程度地存在一些缺陷和不足。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种短波网络控制终端，其体积小、功耗低、通用性强、网络管理及能力强且数据传输性能优异、系统可升级和可扩展能力强，能有效解决现有的短波网络控制设备所存在多种实际问题。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种短波网络控制终端，其特征在于：包括与上位机相接且用于与上位机进行数据交换并对所收发信息进行组帧拆帧、信息融合、时序管理及网络管理的网络控制单元、与短波无线电台的信号收发器相接且对所收发信息调制解调处理的调制解调模块以及分别与网络控制单元和调制解调模块相接的电源管理模块，所述网络控制单元与调制解调模块相接；所述网络控制单元和调制解调模块均串接在所述短波无线电台的信号收发链路中。
所述网络控制单元为ARM处理器。
所述调制解调模块包括由主处理器和与主处理器相接的协处理器组成的双核信号处理单元、与主处理器相接的FPGA现场可编程门阵列模块以及分别与FPGA现场可编程门阵列模块相接的A/D转换模块和D/A转换模块，所述A/D转换模块和D/A转换模块均与所述信号收发器相接；所述主处理器与网络控制单元相接。
所述主处理器和协处理器均为DSP数字信号处理器。
所述ARM处理器为采用轮询式无线媒体访问协议且内部集成有自动链路建立模块的微处理器。
所述调制解调模块为内部集成有实时信道估值模块的信号调制解调器，且所述实时信道估值模块与所述自动链路建立模块组成形成对所收发信息的最佳收发链路进行自动选择与建立的频率自适应选择系统。
所述ARM处理器与所述上位机间通过RS232接口和/或网口进行双向通信，所述ARM处理器与调制解调模块间通过串口进行双向通信。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、体积小且功耗低，在47×138×3mm3的体积上可实现多种速率的短波数据链的调制解调功能，并且在待机模式下仅0.5W的功耗，最大功耗不超过0.8W。
2、标准化设计，因而适用范围广、通用性强，本实用新型采用标准化设计，能有效适合至各种国内外短波电台。
3、网络管理能力强，目前市场上的短波电台或数据综合终端都不具备组网的能力，该设备不仅具有数据综合终端的能力，而且还增加了网络管理功能，可为用户提供完整的解决方案，具体体现在：设计有频率自适应选择技术方案，采用MIL-STD-188-141B(美军第3代自动链路建立协议)和RTCE(实时信道估值)技术实现短波最佳链路的选择和自动建立；同时采用轮询式技术作为短波组网首选方案，其特点是结构简单，易实现且稳定性好，适合于短波时变信道，同时对于等量业务模式，该网络效率最大。本实用新型所解决的关键问题就是组网，通过一种网络访问机制，实现网内电台链路管理、协同工作和资源共享。
4、数据传输性能优异，采用先进的信号处理技术和复杂算法，使产品性能相对同类产品有较大性能提升，更适合在恶劣的短波信道中使用。具体采用的高性能数据传输技术方案如下：短波信道高性能数据传输必须在抗多径、衰落和多普勒频偏上进行算法改进，其关键在于编解码技术、相关技术和信道均衡技术的选择，本实用新型采用卷积软判决技术、Walsh扩频技术及迭代的NDDE均衡技术来解决短波通信问题，经过测试表明：该数据传输技术能处于国内外领先水平。高性能数据传输是短波电台可靠完成各项数字业务的保障，提高数据传输性能和统一处理延时是本实用新型的另一重要改进之处。
5、可升级和可扩展能力强，本实用新型全部采用通用数字信号处理芯片，不仅在资源上给与了预留考虑，而且可方便的在机外实现软件加载。
综上所述，本实用新型体积小、功耗低、通用性强、网络管理及能力强且数据传输性能优异、系统可升级和可扩展能力强，能有效解决现有的短波网络控制设备所存在的欠缺最佳频率的自动选择和更换功能、网络控制功能较差、不具备自组网能力、数据传输性能差等缺陷和不足。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理框图。
附图标记说明：
1-网络控制单元； 2-调制解调模块； 2-1-主处理器；
2-2-协处理器； 2-3-FPGA现场可编程 2-4-A/D转换模块；
门阵列模块；
2-5-D/A转换模块； 3-电源管理模块。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括与上位机相接且用于与上位机进行数据交换并对所收发信息进行组帧拆帧、信息融合、时序管理及网络管理的网络控制单元1、与短波无线电台的信号收发器相接且对所收发信息调制解调处理的调制解调模块2以及分别与网络控制单元1和调制解调模块2相接的电源管理模块3，所述网络控制单元1与调制解调模块2相接。所述网络控制单元1和调制解调模块2均串接在所述短波无线电台的信号收发链路中。实际应用过程中，所述上位机一般为PC机。
本实施例中，所述网络控制单元1为ARM处理器。所述ARM处理器与所述上位机间通过RS232接口和/或网口进行双向通信，所述ARM处理器与调制解调模块2间通过串口进行双向通信。所述ARM处理器为采用轮询式无线媒体访问协议且内部集成有自动链路建立模块的微处理器。所述调制解调模块2为内部集成有实时信道估值模块的信号调制解调器，且所述实时信道估值模块与所述自动链路建立模块组成形成对所收发信息的最佳收发链路进行自动选择与建立的频率自适应选择系统。
所述调制解调模块2包括由主处理器2-1和与主处理器2-1相接的协处理器2-2组成的双核信号处理单元、与主处理器2-1相接的FPGA现场可编程门阵列模块2-3以及分别与FPGA现场可编程门阵列模块2-3相接的A/D转换模块2-4和D/A转换模块2-5，所述A/D转换模块2-4和D/A转换模块2-5均与所述信号收发器相接。所述主处理器2-1与网络控制单元1相接。本实施例中，所述主处理器2-1和协处理器2-2均为DSP数字信号处理器。
本实用新型的工作过程是：发送信息时，所述ARM处理器通过数据交换从上位机上下载到需进行发送的信息后即开始对接收到的需进行发送的信息进行网络层和链路层处理，具体包括对发送的信息进行组帧、时序管理、信息融合、网络维护和配制等处理；随后，所述ARM处理器将经处理后的需发送信息送至调制解调模块2进行物理层和传输层处理，具体是通过双DSP数字信号处理器和FPGA现场可编程门阵列模块2-3配合对需发送的信号进行调制、编码及加密处理后送至D/A转换模块2-5进行数模转换，最后将经数模转换后的信号送至信号收发器进行同步发送。同理，接收信息时，所述信号收发器将所接收的信号先送至A/D转换模块2-4进行模数转换后送入调制解调模块2进行进一步分析处理，具体是通过双DSP数字信号处理器和FPGA现场可编程门阵列模块2-3配合对已接收的信息进行解调、同步、均衡、估值、译码和解密处理；随后，调制解调模块2将经其处理后的已接收信息送至所述ARM处理器进行处理并最终通过RS232接口和/或网口送至所述上位机。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (7)
1.一种短波网络控制终端，其特征在于：包括与上位机相接且用于与上位机进行数据交换并对所收发信息进行组帧拆帧、信息融合、时序管理及网络管理的网络控制单元(1)、与短波无线电台的信号收发器相接且对所收发信息调制解调处理的调制解调模块(2)以及分别与网络控制单元(1)和调制解调模块(2)相接的电源管理模块(3)，所述网络控制单元(1)与调制解调模块(2)相接；所述网络控制单元(1)和调制解调模块(2)均串接在所述短波无线电台的信号收发链路中。
2.按照权利要求1所述的短波网络控制终端，其特征在于：所述网络控制单元(1)为ARM处理器。
3.按照权利要求1或2所述的短波网络控制终端，其特征在于：所述调制解调模块(2)包括由主处理器(2-1)和与主处理器(2-1)相接的协处理器(2-2)组成的双核信号处理单元、与主处理器(2-1)相接的FPGA现场可编程门阵列模块(2-3)以及分别与FPGA现场可编程门阵列模块(2-3)相接的A/D转换模块(2-4)和D/A转换模块(2-5)，所述A/D转换模块(2-4)和D/A转换模块(2-5)均与所述信号收发器相接；所述主处理器(2-1)与网络控制单元(1)相接。
4.按照权利要求3所述的短波网络控制终端，其特征在于：所述主处理器(2-1)和协处理器(2-2)均为DSP数字信号处理器。
5.按照权利要求2所述的短波网络控制终端，其特征在于：所述ARM处理器为采用轮询式无线媒体访问协议且内部集成有自动链路建立模块的微处理器。
6.按照权利要求5所述的短波网络控制终端，其特征在于：所述调制解调模块(2)为内部集成有实时信道估值模块的信号调制解调器，且所述实时信道估值模块与所述自动链路建立模块组成形成对所收发信息的最佳收发链路进行自动选择与建立的频率自适应选择系统。
7.按照权利要求2所述的短波网络控制终端，其特征在于：所述ARM处理器与所述上位机间通过RS232接口和/或网口进行双向通信，所述ARM处理器与调制解调模块(2)间通过串口进行双向通信。
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| CN102638629A (zh) * | 2012-03-30 | 2012-08-15 | 西安烽火电子科技有限责任公司 | 一种短波调制解调器及其调制解调方法 |
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