CN202713291U

CN202713291U - 一种基于无线扩频技术的传输模块

Info

Publication number: CN202713291U
Application number: CN 201220371386
Authority: CN
Inventors: 高铭; 杨文义; 江俊蒴
Original assignee: SHENZHEN MINGSHENG COMMUNICATION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHENZHEN MINGSHENG COMMUNICATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-07-30
Filing date: 2012-07-30
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2022-07-30

Abstract

本实用新型公开了一种基于无线扩频技术的传输模块，其包括发射部分，接收部分，收发转换单元，主控模块和一个数字接口，所述发射部分包括扩频调制电路；相对应地所述接收部分包括解扩频调制电路。将所述基于无线扩频技术的传输模块与视频编/解码系统相结合，可实现实时图像传输；此外，所述传输模块成本低、使用方便，可提高抢险救灾等工作的效率。

Description

一种基于无线扩频技术的传输模块

技术领域

本实用新型涉及扩频通信技术，尤其涉及一种基于无线扩频技术的传输模块。

背景技术

发生重大的生产安全事故后，事故现场的实际情况将是各级有关领导实施指挥抢救救援的第一手决策依据。由于缺少有效的现场信息传递和沟通指挥系统，各级有关领导大多是依靠语音信息进行指挥，或者是匆匆赶赴事故现场实施指挥，从而极有可能耽误了事故初发时期采取有效措施实施组织救援的宝贵时间。同时，由于事故现场不同方位、场所之间的信息沟通不便，即使在事故现场组织指挥工作，也可能出现延误和混乱，无法实施高效率的组织救援。因此，在发生重大生产安全事故的抢险救援中使用有效的信息系统，使指挥机关迅速了解现场情况，合理调度和使用人力、物力资源，集中后方领导及专家的智慧指导抢险救援工作，有着十分重要的意义。

目前，为了对重大事故现场的实时情况图像进行传输，通常是采用卫星转播、直升机机载微波转播、点对点扩频微波、交通监控探头等方式，将视频、音频、数据等信息传送到指挥中心。其中，卫星转播需要临时租用线路，对于某些突发的重大事故，通常都无法即时地采用这种方式:直升机微波转播需要直升机接受任务后待命升空，所需时间较多，且耗资巨大:现有点对点扩频微波均采用2.4G频段，其信号衰落严重，较难穿透建筑物，并且其波束很窄，发送和接收天线需要准确定向，安装、架设、使用极不方便；而固定监控探头是预先安装在特定位置的，其灵活机动性不足，不能拍摄到现场各点的情况。可见，现有技术中的上述方式都不能满足对突发重大事故现场的情况进行实时图像传输的需要。

实用新型内容

针对现有技术的上述缺陷，本实用新型为解决现有图像传输技术不能满足对突发重大事故现场的情况进行实时图像传输需要的问题，提供了一种基于无线扩频技术的传输模块，该模块成本低、使用方便，可提高抢险救灾等工作的效率。

为实现上述目的，所述基于无线扩频技术的传输模块，包括发射部分、接收部分、收发转换单元、一个数字接口和用来控制模块操作的主控模块，其特点是，所述发射部分包括扩频调制电路、调制电路、发射端变频电路、高频功率放大器和发射端带通滤波器；输入的视频信号预先经过信息调制变为数字基带信号，通过数字接口提供给扩频调制电路，在扩频调制电路中用扩频码执行扩频调制，然后提供给调制电路调制成中频信号，用发射端变频电路将这一中频信号变频为射频信号，发射端变频电路输出的射频信号经过高频功率放大器和发射端带通滤波器处理后将限带的射频信号提供给收发转换单元，再经由发射天线发射出去；并且，所述接收部分包括低噪声功率放大器、接收端带通滤波器、接收端变频电路、中频放大器、解调电路和解扩频调制电路；经接收天线接收到的信号通过收发转换单元依次提供给低噪声功率放大器和接收端带通滤波器，从接收端带通滤波器输出的限带的信号经过接收端变频电路变成中频信号后提供给中频放大器，解调电路将中频放大器输出的信号解调成数字信号，最后由解扩频调制电路执行解扩处理，还原成数字基带信号提供给连接到用户设备上的数字接口。

优选的是，所述扩频调制电路为直接序列扩频调制电路；所述解扩频调制电路为直接序列解扩频调制电路。

优选的是，所述主控模块分别控制调制电路、解调电路和收发转换单元，并通过所述数字接口设定频率、发射功率和扩频码，以实现同步。

本实用新型的有益效果在于，将所述基于无线扩频技术的传输模块与视频编/解码系统相结合，可实现实时图像传输；此外，所述传输模块成本低、使用方便，可提高抢险救灾等工作的效率。

附图说明

图1示出了基于无线扩频技术的传输模块的发射部分的原理方框图。

图2示出了基于无线扩频技术的传输模块的接收部分的原理方框图

图3示出了基于无线扩频技术的传输模块的原理方框图。

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做进一步详细的说明：

参照图1和图2，扩频通信物理模型信元基带信号经过信息调制变为数字信号，再用扩频码进行扩频调制，将数字信号扩展到一很宽的频带上，然后进行第二次调制，再将扩频后的信号经射频放大后发射出去。

参见图2，射频信号在接收端经高频放大和混频后得到一中频信号，再用本地扩频码执行相关解调，通过带通滤波还原出窄带信号，再经解调即可恢复出基带信号。

扩频通信的种类又分为直接序列(DS)扩频、跳频(FH)、跳时(TH)、线性调频(Chirp)、混合方式等等。就抗干扰而言，跳频、跳时、线性调频实质上仅能做到″避干扰″在此不作过多叙述；只有直接序列扩频才能做到真正意义上的抗干扰。

直接序列扩频系统又称直接序列调制系统或伪噪声系统(PN系统)，将要发送的信息用高速率伪随机码扩展到一个很宽的频带上去，在接收端，用与发端相同的伪随机码序列对接收到的信号进行相关处理，恢复出原来的信息。

以下要讨论直接序列扩频系统的一些特点。

伪随机码(PN)：自噪声是一种随机过程，瞬时值服从正态分布，功率谱在很宽的频带内是均匀的，有极其优良的相关特征，伪随机码是用类似于带限自噪声统计特征的二进制序列码来逼近它，并作为直扩系统的扩频码。这其中包括(a)M序列码m序列码全称为最长钱性移位寄存器序列，它易于产生，有优良的自相关特性，在直扩系统中用于扩展要传递的信号，在跳频系统中用来控制跳频系统的频率合成器，组成随机跳频图案：(b)Gold码(戈得码)由两个长度、速率相同，码字不同的m序列优选对经模2加运算产生，互相关性较好；以及(c)巴可码：11位长的m序列码。

扩频增益：直接扩频系统的输入、输出信号功率不变，干扰信号输出功率相对于输入信号下降很大，故直接扩频系统的扩频处理增益实际上是干扰功率减小的倍数。

扩频增益=输出信噪比M输入信噪比

经推导、化简可得：扩频增益=扩频带宽M信号带宽

即扩频增益等于扩频倍数，而扩频码速率又正比于扩频带宽，因此

扩频增益=扩频码速率/信号速率=扩频码长度值

设基带信号速率为lKBps，每lbit基带信息以64bit长度的扩频码来表示，则扩频码速率为64KBps，扩频增益为64K Bps/lK Bps==64(等于扩频码长)，以分贝表示

Gp==101g64==18dB

干扰容限：干扰容限是指在保证系统正常工作的条件下，接收机能够承受的干扰信号比有用信号高出的分贝数，用MJ表示：MJ=Gp-[Ls+(S/N)。]

Ls:系统内部损耗(S/N)。：系统正常工作时要求的最小输出信噪比

以GPS为例，在P码模式下，扩频增益Gp=53dB，系统损耗Ls为3dB，信噪比(S/N)。

为10dB，MJ=53-3-10==40dB

这就是说，在干扰信号或噪声信号比有用信号强度高40dB(约10000倍)的情况下，系统仍能将有用信号还原出来。

匹配接收：直接扩频系统的接收采用相关匹配滤波器，假设Tl时刻的基带信号″1″的扩频调制码是″111101011001000″，″0″的扩频调制码为″101011001000111″。接收端相关匹配滤波器也产生相同长度等值的PN码，当输入序列码流与本地PN码相同的一瞬间产生-相关峰值信号，处理器即可根据该信号判断出是″0″信号还是″1″信号并且做出相应的处理。

纠错编译码：1纠错编码采用具有同时纠正突发错误和随机错误的卷积码，编码率为1/2，约束长度为9。为提高时间分集功能，信号每20ms进行一次交织编码。卷积编码通过软件实现。2卷积译码主要有三种译码方法：Viterbi译码、序列译码和大数逻辑译码。

在性能上，Viterbi译码是卷积译码的最佳译码方法。因此采用Viterbi译码算法。由于Viterbi译码算法直接用硬件电路实现复杂，而TMS320C2XX具有高速运算的功能。故通过软件实现Viterbi译码。

参照图3，其下半部分是发射部分，上半部分是接收部分。首先解释发射部分的组成和工作方式。参见图3，所述发射部分主要包括扩频调制电路，调制电路，发射端变频电路，高频功率放大器和带通滤波器。输入的视频信号预先经过信息调制变为数字基带信号，通过数字接口提供给扩频调制电路，在扩频调制电路中用扩频码执行扩频调制，然后将其提供给调制电路调制成中频信号，用发射端变频电路将这一中频信号变频为射频信号，此处为了保证晶振的可靠性而设置了一个锁相环，变频电路输出的射频信号经过高频功率放大器和发射端带通滤波器处理后将限带的射频信号提供给收发转换单元，再经由发射天线发射出去。

所述接收部分主要包括低噪声功率放大器，带通滤波器，接收端变频电路，中频放大器，解调电路和一个解扩频电路。经接收天线接收到的信号通过收发转换单元依次提供给低噪声功率放大器和带通滤波器，从带通滤波器输出的限带的信号经过接收端变频电路变成中频信号后提供给中频放大器，解调电路将中频放大器输出的信号解调成数字信号，最后由解扩频电路执行解扩处理，还原成数字基带信号提供给连接到用户设备上的数字接口。另外，图3中的主控模块是用来控制调制/解调电路和收发转换单元的。

综上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本实用新型的技术范畴。

Claims

1.一种基于无线扩频技术的传输模块，包括发射部分、接收部分、收发转换单元、一个数字接口和用来控制模块操作的主控模块，其特征在于：所述发射部分包括扩频调制电路、调制电路、发射端变频电路、高频功率放大器和发射端带通滤波器；输入的视频信号预先经过信息调制变为数字基带信号，通过数字接口提供给扩频调制电路，在扩频调制电路中用扩频码执行扩频调制，然后提供给调制电路调制成中频信号，用发射端变频电路将这一中频信号变频为射频信号，发射端变频电路输出的射频信号经过高频功率放大器和发射端带通滤波器处理后将限带的射频信号提供给收发转换单元，再经由发射天线发射出去；并且，

所述接收部分包括低噪声功率放大器、接收端带通滤波器、接收端变频电路、中频放大器、解调电路和解扩频调制电路；经接收天线接收到的信号通过收发转换单元依次提供给低噪声功率放大器和接收端带通滤波器，从接收端带通滤波器输出的限带的信号经过接收端变频电路变成中频信号后提供给中频放大器，解调电路将中频放大器输出的信号解调成数字信号，最后由解扩频调制电路执行解扩处理，还原成数字基带信号提供给连接到用户设备上的数字接口。

2.根据权利要求1所述的基于无线扩频技术的传输模块，其特征在于：所述扩频调制电路为直接序列扩频调制电路；所述解扩频调制电路为直接序列解扩频调制电路。

3.根据权利要求1所述的基于无线扩频技术的传输模块，其特征在于：所述主控模块分别控制调制电路、解调电路和收发转换单元，并通过所述数字接口设定频率、发射功率和扩频码，以实现同步。