CN202261507U - Ip散射通信设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种IP散射通信设备，涉及通信领域中小容量轻便型的散射通信设备。它由天线、IP信息编解码器、辅助复分接器、发信机、双工器、调制器、解调器、变频器、电源、晶振等部件组成。本实用新型采用具有较强抗单频干扰和抗信道衰落能力的线性调频带内四重频率分集信号形式的调制解调器实现散射通信目的，具有集成化程度高、轻便小巧、操作简单方便、性能稳定可靠，机动能力好等优点，是非常适用于企事业单位局域网超视距用户接入的散射通信装置。

Description

IP散射通信设备

技术领域

本实用新型涉及通信领域中的一种IP散射通信设备，特别适用于企事业单位局域网，作为超视距用户接入的散射通信设备。

背景技术

传统的散射通信装置不具备IP信息传输功能，大多用作传输同步信息，即使借助外加接口适配器传输低速的RS232接口异步数据，由于散射设备本身不具备相关处理电路，传输数据率较低、时延较大、误码率较高，同时还造成系统复杂化和成本较高，所以极大地限制了散射通信设备在日益广泛的IP数据网络通信领域的应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种新型的IP散射通信装置，本实用新型可以超视距传输IP信息，实现企事业单位局域网的远端网络用户IP信息接入功能，具有远距离通信、避免有线电缆铺设、架设简单、使用灵活等特点；本实用新型采用了具有较强抗单频干扰和抗信道衰落能力的线性调频信号带内4重频率分集的信号形式，与传统的散射通信设备相比，其经济性、可靠性和机动性均有明显的改善，而且抗信道衰落和抗单频干扰能力也有了极大的提高。

本实用新型的目的是这样实现的：一种IP散射通信设备，包括IP信息编解码器1、电源2、天线3、话音编解码器4、辅助复分接器5、发信机7、双工器8、低噪声放大器9、变频器10、晶振12、调制器6和解调器11；其特征在于：发送信号时，IP信息编解码器1将输入端口3、4分别接收的外部网络设备发送的数据，进行编码生成IP业务编码信号，然后通过输出端口5输送到辅助复分接器5的输入端口1；同时，话音编解码器4的输入输出端口1将来自电话或交换机的话音信号通进行话音编码处理，生成话音编码信号，话音编码信号再通过话音编码器4的输出端口2输送到辅助复接器5的输入端口3；辅助复接器5将输入的IP业务编码信号和话音编码信号完成复接处理，合成IP业务编码信号和话音编码信号分时分布的合路信号，经辅助复分接器5的输出端口5、6输出2路相同的合路信号分别到调制器6的输入端口1、2；调制器6将合路信号调制生成中频调制信号并通过其输出端口3输入到发信机7的输入端口1；发信机7将中频调制信号变频为射频信号并进行功率放大，然后通过输出端口2输出至双工器8的输入端口1；双工器8将发信机7输入的射频信号经滤波后经输入输出端口3输送至天线3的输出输入端口1；天线3将端口1输入的射频信号通过以无线信号的形式进行发送；

接收信号时，天线3接收无线信号在并放大后，通过输入输出端口1将射频接收信号输送至双工器8的输入输出端口3；双工器8将输入的射频接收信号经过滤波处理通过输出端口2单向输送到低噪声放大器9的输入端1；低噪声放大器9将射频接收信号放大并通过输出端口2输送至变频器10的输入端口1；变频器10将射频接收信号变换为中频接收信号，通过输出端口2将信号输送到解调器11的输入端口3；解调器11对接收中频信号进行解调处理，输出基带合路信号，基带合路信号通过解调器3的输出端口1、2输出到辅助复分接器5的输入端口7、8；辅助复分解器5将基带合路信号做分路分接处理，分别输出IP业务编码信号和话音编码信号，IP业务编码信号通过输出端口2输送至IP信息编解码器1的输入端口6，话音编码信号通过辅助复接器5的输出端口4输送到话音编解码器4的输入端口3；IP信息编解码器1将输入的IP业务编码信号进行解码处理并通过输出端口1、2进行输出；话音编解码器4将输入的话音编码信息进行解码处理，生成话音信号后通过输入输出端口1、2进行输出。

其中，调制器6由带内4频CHIRP-BPSK低中频调制器12、D/A变换器13、本振模块14、混频器15、带通滤波器16和放大器17组成，其中带内4频CHIRP-BPSK低中频调制器12的输入端口1、2脚分别与辅助复分接器5的输出端口5、6相连，输出端口3通过数据总线与D/A变换器13的输入端口1相连；混频器15的输入端口1与D/A变换器13的输出端口2相连，其输入端口2本振模块14的输出端口1相连，其输出端口3通过信号线与带通滤波器16的输入端口1相连；放大器17的输入端口1通过信号线与带通滤波器16的输出端口2相连，其输出端口2则通过中频电缆与发信机7的输入端口1相连，带内4频CHIRP-BPSK低中频调制器12、D/A变换器13、本振模块14、混频器15、带通滤波器16、放大器17各入端7脚与电源2出端+V电压端连接、各入端8脚与地端连接。

其中，解调器11由A/D变换器18、数字下变频器19、匹配滤波器20、相干检测器21、积分判决模块22、取模模块23、位同步模块24、差分译码模块25组成；其中A/D变换器18的输入端口1与变频器10的输出端口2相连，其输出端口2通过数据线与数字下变频器19的输入端口1相连；匹配滤波器20的输入端口1、2分别与数字下变频器19的输出端口2、3相连，其输出端口3、4分别与相干检测器21的输入端口1、2相连；积分判决模块22的输入端口1、3分别与相干检测器21的输出端口3、位同步模块24的输出端口2相连，其输出端口2、4分别与差分译码模块25的输入端口1、相干检测器21的输入端口4相连；差分译码模块25的输出端口2与辅助复分接器5的输入端口8相连；取模模块23的输入端口1、2分别与匹配滤波器20的输出端口3、4相连，其输出端口3与位同步模块24的输入端口1相连；位同步模块24的输出端口2则分别与积分判决模块22的输入端口3和辅助复分接器5的输入端口7相连，A/D变换器18、数字下变频器19、匹配滤波器20、相干检测器21、积分判决模块22、取模模块23、位同步模块24、差分译码模块25各入端7脚与电源2出端+V电压端连接、各入端8脚与地端连接。

本实用新型相比背景技术具有如下优点：

1.本实用新型采用了IP信息编解码技术、IP信息调制解调技术、

IP信息散射信道抗衰落传输技术等新技术，实现了IP信息在快衰落、大时延的散射传输信道中具有了较强的误码性能和综合适应性，使得散射设备在传输IP信息应用方面有了较大突破。

2.本实用新型在同一个设备机箱中集成了IP信息编解码器1、话音编解码器4、辅助复分接器5、调制器6、发射机模块7、双工器8、低噪声放大器9、变频器10、解调器11等部件，极大的减小了传统散射通信系统的体积与重量，使设备的机动性得到了显著的改善。

3.本实用新型采用了便于机动的小型天线3，在运输状态下可将天线分解为多个模块放置于同一个包装箱内进行机动运输，而设备需要开通时，则可在短时间内完成对天线的组合与安装。

4.本实用新型的调制器6、解调器11采用了具有较强抗单频干扰和抗信道衰落能力的线性调频信号带内4重频率分集的信号形式，因此系统的抗信道衰落和抗单频干扰能力有了极大的提高。

5.本实用新型的主要部件采用大规模现场可编程器件制作，因此可通过配置不同的程序灵活地实现对本装置工作参数的修改。

6.本实用新型集成化程度高，因此体积小，重量轻，性能稳定可靠。

附图说明

图1是本实用新型原理方框图。

图2是本实用新型调制器6实施例的电原理图。

图3是本实用新型解调器11实施例的电原理图。

具体实施方式

参照图1至图3，本实用新型由IP信息编解码器1、电源2、天线3、话音编解码器4、辅助复分接器5、调制器6、发射机模块7、双工器8、低噪声放大器9、变频器10、解调器11、晶振12组成，图1是本实用新型的电原理方框图，实施例按图1连接线路。其中IP信息编解码器1的作用是接收或输出IP信息，将接收IP信息进行IP信息编码处理，或将辅助复接器5输入的信号进行IP信息解码输出IP信息。话音编解码器4的作用是对话音信号进行编解码处理，编码后的话音信号输入辅助复分接器5。辅助复分接器5的作用是从其输入端口3接收话音编解码器4输出的话音编码信号，或从其入端口1输入发送IP数据信号，从其输出端口2输出接收IP数据信号，将其收到的发送话音或数据信号进行数字复接后分别由其出端口5、6输入调制器6，同时将解调器11出端口1、2输出的接收数字话音或数据信号进行辅助分接后分别由其出端口2、4输出或输入话音编解码器4。实施例IP信息编解码器1采用RAD公司生产的RJ017数字芯片制作，话音编解码器4、辅助复分接器5采用一块美国Alterna公司生产Cyclone系列数字现场可编程芯片EP1C12制作。

本实用新型调制器6的作用是对辅助复分接器5输入的话音、数据数字复接信号进行CHIRP-BPSK低中频调制，调制后的四重分集CHIRP-BPSK低中频信号由其出端2、3脚输入发射机模块7。调制器6由带内4频CHIRP-BPSK低中频调制器12、D/A变换器13、本振模块14、混频器15、带通滤波器16和放大器17组成，图2是本实用新型调制器6的电原理图，实施例按图2连接线路。其中辅助复分接器5输出的话音、数据数字信号输入带内4频CHIRP-BPSK低中频调制器12的入端口1、2脚，带内4频CHIRP-BPSK低中频调制器12将调制后的低中频数字信号经D/A变换器13后转换为模拟信号，并在混频器15中与本振模块14所产生的本振信号进行混频得到中频为70MHz的调制信号，该中频调制信号再通过带通滤波器16、放大器17进行带通滤波和放大后输入发射机模块7，由发射机模块7进行发送。实施例带内4频CHIRP-BPSK低中频调制器12可以与话音编解码器4、辅助复分接器5采用同一块美国Alterna公司生产的Cyclone系列数字现场可编程芯片EP1C12制作。D/A变换器13采用美国AD公司生产的AD9763芯片制作；本振模块14采用美国AD公司生产的AD9854芯片制作；混频器15采用成都亚光公司生产的HSB3混频器制作；带通滤波器16采用成都天之公司生产的SBP-70带通滤波器制作；放大器17采用中国电子科技集团第13研究所生产的XN402放大器制作。

本实用新型发信机7作用是将中频调制信号进行载波频谱搬移及功率放大后由其出端口2输入双工器8；双工器8的作用是既能通过天线3发送发射机模块7需要发送的四重分集射频调制信号，又能对天线3所接收的四重分集信号进行接收转换并向低噪声放大器9输出；天线3的作用是收发四重分集通信信号；低噪声放大器9的作用是接收双工器8输入的接收四重分集通信信号，并将其转换成70MHz的中频信号后由其出端口2输入变频器10；变频器10的作用是对低噪声放大器9所输出的70MHz中频调制信号进行混频、滤波、放大处理，并将处理后的低中频四重分集调制信号输入至解调器11中进行解调，实施例发射机模块7采用自制通用的发射机模块电路制作，双工器8采用自制通用的小型双工器部件制作，天线3采用我所生产的小型天线部件制作，低噪声放大器9采用自制通用的接收机电路部件制作，变频器10采用自制通用的中放电路部件制作。

本实用新型解调器11的作用是将接收的四重分集低中频调制信号解调成话音、数据的数字信号后由其出端口1、2输入辅助复分接器5，它由A/D变换器18、数字下变频器19、匹配滤波器20、相干检测器21、积分判决模块22、取模模块23、位同步模块24、差分译码模块25组成，图3是本实用新型解调器11的电原理图，实施例按图3连接线路。图3中变频器10所输出的低中频CHIRP-BPSK信号输入A/D变换器18进行采样后转换为数字低中频信号，随后输入数字下变频器19转换为同相、正交两个支路的数字基带信号，该基带信号经过匹配滤波器20进行匹配滤波后所得到相关峰信号分为了两路：由其出端3脚将一路输入相干检测器21与积分判决模块22中进行相干检测和积分判决，由其出端4脚将另一路输入取模模块23与位同步模块24中进行位同步提取，随后积分判决模块22在位同步模块24所输出的定时脉冲的控制下完成对接收信号的积分判决，判决后的信码再经过差分译码模块25完成差分译码后即可与位同步模块24输出的位同步时钟一起送入到辅助复分接器5入端口8、7中完成辅助分接的功能。实施例A/D变换器18采用美国AD公司生产的AD9218芯片制作；数字下变频器19、匹配滤波器20、相干检测器21、积分判决模块22、取模模块23、位同步模块24、差分译码模块25采用一块美国Altera公司生产的Stratix系列数字现场可编程器件EP1S40芯片制作。

本实用新型电源2的作用是提供整个装置的直流工作电压，实施例采用市售通用集成稳压直流电源模块制作，其输出+V电压为+3.3V。

晶振12给发射机模块7、低噪声放大器9、调制器6、解调器11提供高稳定的10MHz参考源。

本实用新型工作原理如下：

本装置处于传输IP信息信号的状态时，IP信息编解码器1接收来自网络设备的IP信息并对其进行IHDLC成帧处理将以太网数据转换成同步数据，随后将编码信号送入辅助复分接器5中；辅助复分接器5将收到的同步数据信息进行数字复接处理后送入调制器6中进行CHIRP-BPSK调制，调制后的四重分集信号则经过发射机模块7、双工器8后再通过小型天线3向外发射出去；同时小型天线3也接收对方散射装置发送来的带内4频CHIRP-BPSK信号，并将该信号输入低噪声放大器9、变频器10后送入解调器11中进行解调处理。解调后的IP信息编码信号则通过IP编解码器1进行同步数据到以太网数据转换后送入网络设备。这样，网络设备按照IP信息接口协议通过IP散射通信设备传输实现与远端的局域网接入，完成网络设备间的IP信息通信。

本装置处于传输话音信号的状态时，话音编解码器4接收来自电话机或电话交换机的话音信号并对其进行话音编码处理，随后将话音编码信号送入辅助复分接器5中；辅助复分接器5将收到的话音或IP数据信息进行数字复接处理后送入调制器6中进行CHIRP-BPSK调制，调制后的四重分集信号则经过发射机模块7、双工器8后再通过小型天线3向外发射出去；同时小型天线3也接收对方背负式散射装置发送来的带内4频CHIRP-BPSK信号，并将该信号输入低噪声放大器9、变频器10后送入解调器11中进行解调处理。当处于话音接收状态时，解调后的话音编码信号则通过话音编解码器4进行还原后送入电话或电话交换机。这样就实现了电话用户的超视距话音通信功能。

本实用新型安装结构如下：把图1至图3中除天线3外其余电路器件按图1至图3连接线路。它们结构形式为五块印制板、两个屏蔽盒。印制板有三块长、宽为135×260mm，二块长、宽为80×200mm的印制板上，然后把它们安装在一个长、宽、高为320×295×128mm的设备机箱内，在机箱的前面板上安装与网络设备、电话机或电话交换机、天线3连接的电缆插座，在后面板上安装电源输入端插座，天线3通过电缆与其机箱上插座连接，组装成本实用新型。

Claims (3)

1.一种IP散射通信设备，包括IP信息编解码器(1)、电源(2)、天线(3)、话音编解码器(4)、辅助复分接器(5)、发信机(7)、双工器(8)、低噪声放大器(9)、变频器(10)、晶振(12)、调制器(6)和解调器(11)，其特征在于：发送信号时，IP信息编解码器(1)将输入端口3、4分别接收的外部网络设备发送的数据，进行编码生成IP业务编码信号，然后通过输出端口5输送到辅助复分接器5的输入端口1；同时，话音编解码器(4)的输入输出端口1将来自电话或交换机的话音信号通进行话音编码处理，生成话音编码信号，话音编码信号再通过话音编码器(4)的输出端口2输送到辅助复接器(5)的输入端口3；辅助复接器(5)将输入的IP业务编码信号和话音编码信号完成复接处理，合成IP业务编码信号和话音编码信号分时分布的合路信号，经辅助复分接器(5)的输出端口5、6输出2路相同的合路信号分别到调制器(6)的输入端口1、2；调制器(6)将合路信号调制生成中频调制信号并通过其输出端口3输入到发信机(7)的输入端口1；发信机(7)将中频调制信号变频为射频信号并进行功率放大，然后通过输出端口2输出至双工器(8)的输入端口1；双工器(8)将发信机(7)输入的射频信号经滤波后经输入输出端口3输送至天线(3)的输出输入端口1；天线(3)将端口1输入的射频信号通过以无线信号的形式进行发送；

接收信号时，天线(3)接收无线信号在并放大后，通过输入输出端口1将射频接收信号输送至双工器(8)的输入输出端口3；双工器(8)将输入的射频接收信号经过滤波处理通过输出端口2单向输送到低噪声放大器(9)的输入端1；低噪声放大器(9)将射频接收信号放大并通 过输出端口2输送至变频器(10)的输入端口1；变频器(10)将射频接收信号变换为中频接收信号，通过输出端口2将信号输送到解调器(11)的输入端3；解调器(11)对接收中频信号进行解调处理，输出基带合路信号，基带合路信号通过解调器(3)的输出端口1、2输出到辅助复分接器(5)的输入端口7、8；辅助复分解器(5)将基带合路信号做分路分接处理，分别输出IP业务编码信号和话音编码信号，IP业务编码信号通过输出端口2输送至IP信息编解码器(1)的输入端口6，话音编码信号通过辅助复接器(5)的输出端口4输送到话音编解码器(4)的输入端口3；IP信息编解码器(1)将输入的IP业务编码信号进行解码处理并通过输出端口1、2进行输出；话音编解码器(4)将输入的话音编码信息进行解码处理，生成话音信号后通过输入输出端口1、2进行输出。

2.根据权利要求1所述的IP散射通信设备，其特征在于：调制器(6)由带内4频CHIRP-BPSK低中频调制器(12)、D/A变换器(13)、本振模块(14)、混频器(15)、带通滤波器(16)和放大器(17)组成，其中带内4频CHIRP-BPSK低中频调制器(12)的输入端口1、2脚分别与辅助复分接器(5)的输出端口5、6相连，输出端口3通过数据总线与D/A变换器(13)的输入端口1相连；混频器(15)的输入端口1与D/A变换器(13)的输出端口2相连，其输入端口2本振模块(14)的输出端口1相连，其输出端口3通过信号线与带通滤波器(16)的输入端口1相连；放大器(17)的输入端口1通过信号线与带通滤波器(16)的输出端口2相连，其输出端口2则通过中频电缆与发信机(7)的输 入端口1相连，带内4频CHIRP-BPSK低中频调制器(12)、D/A变换器(13)、本振模块(14)、混频器(15)、带通滤波器(16)、放大器(17)各入端7脚与电源(2)出端+V电压端连接、各入端8脚与地端连接。

3.根据权利要求1或2所述的IP散射通信设备，其特征在于：解调器(11)由A/D变换器(18)、数字下变频器(19)、匹配滤波器(20)、相干检测器(21)、积分判决模块(22)、取模模块(23)、位同步模块(24)、差分译码模块(25)组成；其中A/D变换器(18)的输入端口1与变频器(10)的输出端口2相连，其输出端口2通过数据线与数字下变频器(19)的输入端口1相连；匹配滤波器(20)的输入端口1、2分别与数字下变频器(19)的输出端口2、3相连，其输出端口3、4分别与相干检测器(21)的输入端口1、2相连；积分判决模块(22)的输入端口1、3分别与相干检测器(21)的输出端口3、位同步模块(24)的输出端口2相连，其输出端口2、4分别与差分译码模块(25)的输入端口1、相干检测器(21)的输入端口4相连；差分译码模块(25)的输出端口2与辅助复分接器(5)的输入端口8相连；取模模块(23)的输入端口1、2分别与匹配滤波器(20)的输出端口3、4相连，其输出端口3与位同步模块(24)的输入端口1相连；位同步模块(24)的输出端口2则分别与积分判决模块(22)的输入端口3和辅助复分接器(5)的输入端口7相连，A/D变换器(18)、数字下变频器(19)、匹配滤波器(20)、相干检测器(21)、积分判决模块(22)、取模模块(23)、位同步模块(24)、差分译码模块(25)各入端7脚与电源(2)出端+V电压端连接、各入端8脚与地端连接。 

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