CN201742398U

CN201742398U - 一种话数同传的超短波传输系统

Info

Publication number: CN201742398U
Application number: CN2010201701805U
Authority: CN
Inventors: 梁俊; 牛红波; 杨忠春; 宋爱民; 郭兴阳
Original assignee: Air Force Engineering University of PLA
Current assignee: Air Force Engineering University of PLA
Priority date: 2010-04-26
Filing date: 2010-04-26
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2020-04-26

Abstract

本实用新型公开的一种话数同传的超短波传输系统，包括依次连接的业务信息接口、话数同传信号处理模块、数传模块及天线。本实用新型话数同传的超短波传输系统，实现了话音数据同时数字化传输，采用数据复用技术，将数字化话音信息和数据信息复用为4800bps数据信息，实现话数同传，在模数变换模块后采用AMBE话音压缩算法，将高速数字话音压缩为2400bps，实现低速信道占用，保证了话数同传。

Description

一种话数同传的超短波传输系统

技术领域

本实用新型属于电子技术领域，涉及一种应用于数据信息传输的无线超短波传输系统，具体涉及一种话数同传的超短波传输系统。

背景技术

超短波（V/UHF）传输系统是适用于点对多点运行环境如军队信息收发、电力设备监控和数据采集（SCADA）系统、配网自动化系统、彩票系统、油气田自动化、水和废水SCADA以及实时交易处理应用的数据遥测无线设备。

目前为中国市场提供超短波（V/UHF）传输系统的国外厂商主要有：美国MDS公司、新西兰大吉TAIT公司、日本日精公司、澳大利亚SPECTRA公司等。另外，更早以前中国市场上还有日本的健伍、日立、SEIKI和美国MOTOROLA以及加拿大先创等厂家在不同时期生产过多频段模拟调频超短波（V/UHF）传输系统。

传统的超短波（V/UHF）传输系统根据传输信息类型通常分为话音超短波（V/UHF）传输系统和数据超短波（V/UHF）传输系统。采用其中话音超短波（V/UHF）传输系统以模拟话音为传输业务信息，其系统设计以模拟信号的传输为依据，对信号的处理形式单一，信号传输性能差；同时，这类系统需另加MODEM才能完成数据业务的传输，现已基本上停产。数字化话音超短波（V/UHF）传输系统将模拟话音数字化后通过数字传输系统传输，具有信号传输质量高、信道容量大的特点，得到广泛应用。

数据传输系统通常以数字信号处理技术为基础，数字信号处理技术消除了模拟电路调制解调过程中的不稳定，具有广泛的应用领域。在实际应用中，超短波（V/UHF）传输系统往往以单一的话音或数据传输形式出现。但是随着应用场合的不断扩展，信息在内容和形式上要求不断提高，例如在车辆监控、调度无线餐饮管理工业现场、井下人员管理等业务中，往往需要话音和数据同时传输。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种话数同传的超短波传输系统，解决了传统的超短波传输系统传输业务种类单一，无法实现话音数据同时传输的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种话数同传的超短波传输系统，包括依次连接的业务信息接口、话数同传信号处理模块、数传模块及天线。

本实用新型的特点还在于，

其中的话数同传信号处理模块用于完成话音数据信号的基带处理，完成话音信号数字化，并且实现与数据信号的复分解。

其中的数传模块用于完成基带数据信号可靠传输。

其中的话数同传信号处理模块包括依次连接的放大电路、模数转换模块、话音压缩编码模块、信号处理器及接口电路a，放大电路的输入端与业务信息接口相连接，信号处理器的输入端还通过RS-232数据接口与业务信息接口相连接。

其中的模数转换模块用于将话筒模拟话音信息经过标准的△－∑A/D和D/A转换，输出8kHz取样的语音数据。

其中的话音压缩编码模块用于数据话音信号的压缩编码，将经过模数转换模块处理的高速数字话音信息通过参量分析，数据帧重组等功能压缩为速率为2400bps的低速数字话音信息。

其中的信号处理器用于将经过话音压缩编码处理的低速数字话音信息和经过RS-232数据接口输入的数据信息复用为4800bps数据信息，并送入接口电路a。

其中的数传模块，包括依次连接的电调滤波电路、一次混频电路、二次混频电路、信号调制解调电路、电平转换电路、接口电路b，一次混频电路通过调制信号放大电路与天线相连接，信号调制解调电路上还连接有本振电路，信号调制解调电路还与控制处理器、复位电路依次连接。

其中的控制处理器用于实现数传模块相关电路工作状态信息的监测和控制信息的产生。

本实用新型话数同传的超短波传输系统的有益效果是，

1）实现了话音数据同时数字化传输，实际使用中增加了用户信息传输的手段，方便实际应用；

2）在模数变换模块后采用AMBE话音压缩算法，将高速数字话音压缩为2400bps，实现低速信道占用，保证了话数同传；

3）采用数据复用技术，将数字化话音信息和数据信息复用为4800bps数据信息，实现话数同传。

附图说明

图1是本实用新型传输系统的结构示意图；

图2是本实用新型传输系统中话数同传信号处理模块原理框图；

图3是本实用新型传输系统中数传模块原理框图。

图中，1.业务信息接口，2.话数同传信号处理模块，3.数传模块，4.天线，5.放大电路，6.数字话音编解码电路，7.数字话音压缩电路，8.信号处理器，9.接口电路a，10.RS-232数据接口，11.信号放大电路，12.一次混频电路，13.二次混频电路，14.信号调制解调电路，15.本振电路，16.电平转换电路，17.接口电路b，18.复位电路，19.控制处理器，20.电调滤波电路。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型话数同传的超短波传输系统的结构，如图1所示，包括依次连接的业务信息接口1、话数同传信号处理模块2、数传模块3及天线4，话数同传信号处理模块2的结构如图2所示，包括依次连接的放大电路5、模数转换模块6、话音压缩编码模块7、信号处理器8及接口电路a9，放大电路5的输入端与业务信息接口1相连接，信号处理器8的输入端还通过RS-232数据接口10与业务信息接口1相连接，数传模块3的结构如图3所示，包括依次连接的电调滤波电路20、一次混频电路12、二次混频电路13、信号调制解调电路14、电平转换电路16、接口电路b17，一次混频电路12通过调制信号放大电路11与天线4相连接，信号调制解调电路14上还连接有本振电路15，信号调制解调电路14还与控制处理器19、复位电路18依次连接。

本实用新型的工作过程为：业务信息接口1与外部的喇叭、话筒、PTT相连接，输入话音、数据、PTT控制三种信号，输入的信号首先通过放大电路5送入模数转换模块6处理，在该模块中，模数转换模块6采用话音带数字信号编解码器。编解码器将话筒模拟话音信息经过标准的△－∑（Delta-Sigma）A/D和D/A转换，通过编程控制，实现不同精度信号的控制，经过模数转换模块6变换的话音信息输出8kHz取样的语音数据（16位线性编码，8位A率或8位μ率编码），通过串行总线送入话音压缩编码模块7中。话音压缩编码模块7采用优秀的语音压缩处理器，使其能达到最低2400bps压缩速率，达到了世界先进水平，而且能够确保高质量的通话质量。从话音压缩编码模块7输出的数据化语音有固定的帧格式，每一帧有34字节数据，除去帧头，有24字节语音数据。在20ms周期内，若24字节数据全部被填满，则其传输速率为9600bps。本系统中话音传输速率为24000bps，则24字节语音数据格式中只有6字节语音数据，其余被0填充。我们用这6字节数据作为一帧，再加上帧头（包括同步码、地址码、类型码、校验码等），实现分组语音。话音压缩编码模块7采用串行数据线接口，被动工作方式。此时当其RX_DI端输入8kHz取样的语音数据时，在其数据线上会得到周期性的2400bps压缩语音数据（周期20ms，长度6字节）。经过话音压缩编码模块7压缩处理的语音数据通过总线经串口输入信号处理器8（5，7脚）。同时，业务信息接口1将数据信息通过R S-232数据接口10输入到信号处理器8（24，25脚），话音压缩信号和数据信号在信号处理器8中复用为4800bps信号。该信号经接口电路a9实现电平转换后由（42，43脚）输出，接入CON9插排。接收支路与发送支路信号处理过程相反。

CON9（2，3脚）输出串行数据信号，由串行接口电路b17相连，完成话数同传信号处理模块2与数传模块3的数据传输。数据信号通过电平转换电路16传入控制处理器19，在控制处理器19中数据信号由信号处理模块处理经过（27，28脚）输出。该数据信号经过信号调制解调电路14处理，于本振电路15输出完成信号调制，输出后经过二次混频电路13的混频，再进入一次混频电路12混频，通过信号放大电路11完成信号功率放大，送入天线电路4发射。

数传模块的接收支路，信号由天线4进入信号放大电路11，经过限幅电路限幅后进入电调滤波电路20进行滤波，然后进入一次混频电路12，进行第一次混频，然后通过二次混频电路13进行二次混频，再进入信号调制解调电路14，本振电路15为两个混频器提供本振。混频后再通过信号放大电路11进行中频放大、场强检测，最后进入信号调制解调电路14进行正交解调，解调出数据信号，数据信号进入控制处理器19进行处理。控制处理器19为单片机，控制电调滤波电路20的调谐电压，以及音频处理单元等电路的多个部分。最后由单片机控制屏显输出。电平转换电路16，将接口外部的RS-232电平转换为逻辑电平，同时也将电路的逻辑电平转换为RS-232电平输出（双向）。

数传模块3采用带根双二进制过滤的连续相位频率键控（CPFSK）调制（两个Nyquist形状，根自乘余弦响应值和）。解调采用Virterbi解码器和均衡软判决解码。利用数字信号处理（DSP）完成调制和解调。DSP可适应码元到码元之间的差异，从而可以保证在-30到+70摄氏度的环境的温度下，保持连续性和可重复性的性能。数字信号处理技术消除了模拟电路调制解调过程中的不稳定及变化。

超短波传输系统在系统应用中，设置任一电台为中心主机，其余电台为分机，实现主从结构的呼叫对讲和数据传输。在任一电台操作中，按下PTT按键后，电台中数话同传信号处理模块2将来自麦克风的模拟语音进行数字变换，然后经声码器进行语音压缩编码，压缩编码后的数字语音信号由单片机处理，复用RS-232数据信息后，形成基带数据信息，经过接口电路送往数传模块3；数传模块经过数字调制、混频放大后，通过天线4向外发送；松开PTT按键后，单片机接收来自数传模块3的语音编码数据，并经声码器合成为数字线性语音信号，通过D／A转换为模拟语音信号，经功放驱动喇叭，发出声音。同时话数同传信号处理模块2通过RS-232数据接口10接口接收、发送数据，经过单片机与数字化话音信息复用形成基带信息，再通过数传模块3完成数据收发。

Claims

1.一种话数同传的超短波传输系统，其特征在于，包括依次连接的业务信息接口（1）、话数同传信号处理模块（2）、数传模块（3）及天线（4），所述的话数同传信号处理模块（2）用于完成话音数据信号的基带处理，完成话音信号数字化，并且实现与数据信号的复分解；所述的话数同传信号处理模块（2）包括依次连接的放大电路（5）、模数转换模块（6）、话音压缩编码模块（7）、信号处理器（8）及接口电路a（9），所述的放大电路（5）的输入端与业务信息接口（1）相连接，所述的信号处理器（8）的输入端还通过RS-232数据接口（10）与业务信息接口（1）相连接；所述的模数转换模块（6）用于将话筒模拟话音信息经过标准的△－∑A/D和D/A转换，输出8kHz取样的语音数据；所述的话音压缩编码模块（7）用于数据话音信号的压缩编码，将经过模数转换模块（6）处理的高速数字话音信息通过参量分析，数据帧重组压缩为速率为2400bps的低速数字话音信息；所述的信号处理器（8）用于将经过话音压缩编码（7）处理的低速数字话音信息和经过RS-232数据接口（10）输入的数据信息复用为4800bps数据信息，并送入接口电路a（9）。

2.根据权利要求1所述的话数同传的超短波传输系统，其特征在于，所述的数传模块（3）用于完成基带数据信号传输。

3.根据权利要求1所述的话数同传的超短波传输系统，其特征在于，所述的数传模块（3），包括依次连接的电调滤波电路（20）、一次混频电路（12）、二次混频电路（13）、信号调制解调电路（14）、电平转换电路（16）、接口电路b（17），所述的一次混频电路（12）通过调制信号放大电路（11）与天线（4）相连接，所述的信号调制解调电路（14）上还连接有本振电路（15），信号调制解调电路（14）还与控制处理器（19）、复位电路（18）依次连接。

4.根据权利要求3所述的话数同传的超短波传输系统，其特征在于，所述的控制处理器（19）用于实现数传模块相关电路工作状态信息的监测和控制信息的产生。