CN208272957U - 基于软件无线电的单兵终端集成系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于软件无线电的单兵终端集成系统,主板承载主处理器、外设接口电路、WiFi/蓝牙电路、专用LTE电路、人机接口电路和电源管理电路；其中主处理器分别连接电路管理电路、专用LTE电路、WiFi/蓝牙电路、外设接口电路、人机接口电路、二合一通导模块和软件无线电模块，电路管理电路分别与人机接口电路、专用LTE电路、WiFi/蓝牙电路、软件无线电模块和二合一通导模块连接。本实用新型在不增加单兵终端体积重量的同时能大大提升其通用性、扩展性和安全性。

Description

基于软件无线电的单兵终端集成系统

技术领域

本实用新型涉及移动终端技术领域，特别涉及一种基于软件无线电的单兵终端集成系统。

背景技术

目前，我国航海、矿业、林业等特种行业配备的单兵终端种类繁多。各类终端虽然在各自领域内单独解决了通信、数据采集、导航的实际应用问题，但由于其功能单一，导致各级作业人员执行任务时需携带多种装备，装备间连接繁琐，展开撤收时间长，严重影响了生产效率的发挥。

为满足特种行业信息化系统的建设条件下，分队指挥员、班组及单兵对指挥控制、通信导航、数据采集等方面的作业需求，亟需一种集通信传输、导航定位、信息保障等功能于一体，以网络信息服务为支撑，能够获取、传输、交换、处理和应用各类特种行业信息的智能移动装备，提升单兵/分队信息保障和生产效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决单兵终端多功能集成时硬件平台复杂度高，整机结构笨重导致使用不方便等突出问题，提供一种集成多域通信、卫星导航、信息保障等功能于一体的单兵终端集成系统。

鉴于上述目的，本实用新型采取以下技术方案。基于软件无线电的单兵终端集成系统,包括硬件平台和整机机体，所述硬件平台包括主板、软件无线电模块和二合一通导模块；主板承载主处理器、外设接口电路、WiFi/蓝牙电路、专用LTE电路、人机接口电路和电源管理电路；其中主处理器分别连接电路管理电路、专用LTE电路、WiFi/蓝牙电路、外设接口电路、人机接口电路、二合一通导模块和软件无线电模块，电路管理电路分别与人机接口电路、专用LTE电路、WiFi/蓝牙电路、软件无线电模块和二合一通导模块连接；

所述主处理器通过连接专用LTE电路复用成专用LTE的基带处理器实现区域通信、通过连接WiFi/蓝牙电路实现局域通信、通过连接外设接口电路控制USB外部接口、通过连接人机接口电路控制触摸屏和显示屏；

所述电路管理电路为主板、软件无线电模块和二合一通导模块供电；

所述软件无线电模块通过USB通信接口与主处理器进行数据通信，通过射频切换开关与四合一通信天线信号连接；软件无线电模块内部的信号处理GPP、信号处理DSP和信道模块依次连接；软件无线电模块采用软件无线电方式实现，支持加载自组织网波形、UHF电台波形和集群波形实现区域通信；

所述二合一通导模块通过导航串口与主处理器通信实现定位导航，天通串口与主处理器通信实现广域通信；通过导航射频接口与导航天线连接，接收北斗 B1、北斗B3、GPSL1、GLONASS F1频点的卫星信号并进行处理，实现实时高精度三维定位、测速和精确授时，支持北斗 B1、B3频点直捕、定位及抗窄带干扰功能；通过天通射频接口与天通天线连接，接收天通一号移动通信卫星星上的S频段透明转发信号，实现话音、数据、短信、位置信息上报等功能；

所述硬件平台支持动态切换，支持七模十频并发通信，该七模十频并发通信包括定位导航、广域通信、区域通信和局域通信；定位导航支持北斗B1、北斗B3、GPS、GLONASS独立导航和组合导航；广域通信支持基于天通一号卫星通信；局域通信支持专用LTE、宽带抗干扰自组织网、UHF电台通信和集群通信中任何一种模式，局域通信支持WiFi和BT的并发；

所述整机机体的一侧设有可插拔的SIM卡1和电池，另一侧设有可插拔的SIM卡2、TF卡，并安装有四合一通信天线、航天线和天通天线；四合一通信天线用于收发专用LTE、宽带抗干扰自组织网、UHF电台通信和集群通信的无线信号；导航天线用于收发北斗B1/B3、GPS、GLONASS无线信号；天通天线用于收发天通卫星上行和下行两个频段无线信号。

本实用新型提出的整机系统集成方法解决了单兵终端实现多模多频功能和小型轻量化集成目标冲突的难题，利用软件无线电波形加载方式基于同一硬件模块提供多种通信方式，利用多功能复合天线和软件无线电实现小型轻量化，通过可插拔形态结构设计提高使用便利性。相比该领域现有的集成方法，在不增加单兵终端体积重量的同时能大大提升其通用性、扩展性和安全性。

附图说明

图1是本实用新型中的硬件平台100的结构示意图；

图2是本实用新型中的软件无线电模块2结构示意图；

图3是本实用新型中的二合一通导模块3示意图；

图4是本实用新型中七模十频并发通信300的示意图；

图5是本实用新型中整机机体100的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。参见图1至图5，基于软件无线电的单兵终端集成系统,包括硬件平台100和整机机体500,所述硬件平台100包括主板1、软件无线电模块2和二合一通导模块3；主板1承载主处理器11、外设接口电路12、WiFi/蓝牙电路 13、专用LTE电路14、人机接口电路15和电源管理电路16；其中主处理器11分别连接电路管理电路16、专用LTE电路14、WiFi/蓝牙电路 13、外设接口电路12、人机接口电路15、二合一通导模块3和软件无线电模块2，电路管理电路16分别与人机接口电路15、专用LTE电路14、WiFi/蓝牙电路 13、软件无线电模块2和二合一通导模块3连接；

所述主处理器11通过连接专用LTE电路14复用成专用LTE的基带处理器实现区域通信303、通过连接WiFi/蓝牙电路 13实现局域通信304、通过连接外设接口电路12控制USB外部接口、通过连接人机接口电路15控制触摸屏和显示屏；

所述电路管理电路16为主板1、软件无线电模块2和二合一通导模块3供电；

所述软件无线电模块2通过USB通信接口21与主处理器11进行数据通信，通过射频切换开关22与四合一通信天线6信号连接；软件无线电模块2内部的信号处理GPP 23、信号处理DSP 24和信道模块25依次连接；软件无线电模块2采用软件无线电方式实现，支持加载自组织网波形26、UHF电台波形27和集群波形28实现区域通信；

所述二合一通导模块3通过导航串口31与主处理器11通信实现定位导航301，天通串口32与主处理器11通信实现广域通信302；通过导航射频接口33与导航天线6连接，接收北斗 B1、北斗B3、GPS L1、GLONASS F1频点的卫星信号并进行处理，实现实时高精度三维定位、测速和精确授时，支持北斗 B1、B3频点直捕、定位及抗窄带干扰功能；通过天通射频接口34与天通天线7连接，接收天通一号移动通信卫星星上的S频段透明转发信号，实现话音、数据、短信、位置信息上报等功能；

所述硬件平台100支持动态切换，支持七模十频并发通信300，该七模十频并发通信300包括定位导航301、广域通信302、区域通信303和局域通信304；定位导航301支持北斗B1 305、北斗B3 306、GPS 307、GLONASS 308独立导航和组合导航；广域通信302支持基于天通一号卫星通信 309；局域通信303支持专用LTE 310、宽带抗干扰自组织网 311、UHF电台通信 312和集群通信313中任何一种模式，局域通信304支持WiFi 314和BT 315的并发；

所述整机机体500的一侧设有可插拔的SIM卡1 501和电池504，另一侧设有可插拔的SIM卡2 502、TF卡 503，并安装有四合一通信天线5、航天线6和天通天线7；四合一通信天线5用于收发专用LTE 310、宽带抗干扰自组织网 311、UHF电台通信 312和集群通信313的无线信号；导航天线6用于收发北斗B1/B3、GPS、GLONASS无线信号；天通天线7用于收发天通卫星上行和下行两个频段无线信号。

本实用新型适用于集通信传输、导航定位、信息保障等多功能于一体的单兵终端总体集成设计，通过软件无线电方式实现波形组件设计与具体的硬件设备相分离，提高波形组件的复用性和可移植性，降低硬件平台的复杂度；通过多功能复合天线支持七模十频并发通信300，实现终端的小型轻量化。

所述硬件平台100设计方法如下：

1）硬件平台100采用主板＋模块的方式实现七模十频并发通信300；

七模十频并发通信300包括定位导航301、天通一号卫星通信309、专用LTE 310、宽带抗干扰自组织网 311、UHF电台通信 312、集群通信313、WiFi 314/BT 315七种无线模式，其中天通一号卫星通信309频率分上行和下行两个频段，定位导航301支持北斗B1 305、北斗B3 306、GPS 307、GLONASS 308四个频段。

2）硬件平台支持动态切换，支持覆盖广域通信302、区域通信303和局域通信304的多模并发；

区域通信中的专用LTE 310、宽带抗干扰自组织网 311、UHF电台通信 312、集群通信313，采用一分四切换电路实现分时通信。

定位导航301、天通一号卫星通信309、WiFi 314/BT 315能与专用LTE 310、宽带抗干扰自组织网 311、UHF电台通信 312、集群通信313中任意一种模式进行多模并发通信。

所述整机机体500结构设计方法如下：

1）采用多功能复合天线支持七模十频并发通信300；

专用LTE 310、宽带抗干扰自组织网 311、UHF电台通信 312、集群通信313天线合一，该四合一通信天线5为鞭状形态，可拆卸、可折叠。北斗B1 305、北斗B3 306、GPS 307、GLONASS 308天线合一，该导航天线6为微带天线。天通一号卫星通信309上行和下行通信天线合一，该天通天线7为四臂螺旋天线，可拆卸。WiFi 314/BT 315天线采用贴片天线，内置于机壳。

2）模块的堆叠设计采用可插拔设计便于使用、利于维护；

用于专用LTE通信310的SIM卡1 501、用于天通一号卫星通信309的SIM卡2 502和用于数据存储的TF卡503支持侧边热插拔，满足战时和平时快速转换的插拔卡需求。

电池504支持插拔装配，保障紧急情况下的单兵终端的安全性。

实施例1：

运用上述系统集成方法，可设计一款手持型单兵终端，为单兵作战行动提供多模通信、导航定位、信息应用、态势显示等多种能力。硬件平台100采用一个主板1、软件无线电模块2和二合一通导模块3。天线采用两根外置天线和两根内置天线。

主板1集成主处理器11（含GPU）、存储器、外设接口电路12（电源口、USB接口、音频口、认证口和加密口、温湿度传感器、陀螺仪、重力传感器和接近光线传感器）、WiFi/蓝牙电路 13、人机交互电路15（5寸IPS触摸/显示屏、按键、前后摄像头、扬声器和麦克风）和电源管理电路16。主处理器11复用成专用LTE的基带处理器，加载专用LTE波形实现专用LTE310通信功能。

软件无线电模块2、二合一通导模块3均通过高密度Mini-pcie连接器与主板1连接。软件无线电模块2加载自组织网波形26、UHF电台波形27两种波形。

四合一通信天线5和天通天线7外置，均为杆状可拧松取下，天通天线尺寸为φ14.5×124mm，四合一通信天线5尺寸为Ø13×150mm。导航天线6内置于设备顶部，尺寸为35×35×5mm。Wifi/BT天线附着于设备左侧内壁。

集成后整机外形尺寸为152×80×28mm，重量约550克。SIM卡槽位于设备底面，TF卡槽位于设备右面，电池504插拔槽位于设备左侧上部。

实施例2：

运用上述系统集成方法，可设计一款平板型单兵终端，为指挥员提供多级组网通信、态势生成、协同指挥能力。硬件平台采用采用一个主板1、软件无线电模块2和二合一通导模块3。天线采用三根外置天线和一根内置天线。

主板1集成的电路除人机交互电路15采用8寸IPS触摸/显示屏和对外接口增加网口外，其他电路实施方式与实施例1保持一致。

软件无线电模块2、二合一通导模块3均通过高密度Mini-pcie连接器与主板1连接。软件无线电模块2加载自组织网波形26、UHF电台波形27、集群波形28三种波形，其中集群波形28支持的频段为380MHz。其他实施方式与实施例1相同。

四合一通信天线5、导航天线6和天通天线7均外置，采用能倒伏的鹅颈机构，天通天线7尺寸为φ14.5×124mm，四合一通信天线5尺寸为Ø17×400mm，导航天线6尺寸为φ20×170mm。其他实施方式与实施例1保持一致。

集成后整机外形尺寸为226×130×23mm，重量约960克。横向握持时，SIM卡槽、TF卡槽位于设备底面，电池504插拔槽位于设备右侧上部。

Claims (1)

1.基于软件无线电的单兵终端集成系统,包括硬件平台和整机机体,其特征在于，所述硬件平台包括主板、软件无线电模块和二合一通导模块；主板承载主处理器、外设接口电路、WiFi/蓝牙电路、专用LTE电路、人机接口电路和电源管理电路；其中主处理器分别连接电路管理电路、专用LTE电路、WiFi/蓝牙电路、外设接口电路、人机接口电路、二合一通导模块和软件无线电模块，电路管理电路分别与人机接口电路、专用LTE电路、WiFi/蓝牙电路、软件无线电模块和二合一通导模块连接；

所述主处理器通过连接专用LTE电路复用成专用LTE的基带处理器实现区域通信、通过连接WiFi/蓝牙电路实现局域通信、通过连接外设接口电路控制USB外部接口、通过连接人机接口电路控制触摸屏和显示屏；

所述电路管理电路为主板、软件无线电模块和二合一通导模块供电；

所述软件无线电模块通过USB通信接口与主处理器进行数据通信，通过射频切换开关与四合一通信天线信号连接；软件无线电模块内部的信号处理GPP、信号处理DSP和信道模块依次连接；软件无线电模块采用软件无线电方式实现，支持加载自组织网波形、UHF电台波形和集群波形实现区域通信；

所述二合一通导模块通过导航串口与主处理器通信实现定位导航，天通串口与主处理器通信实现广域通信；通过导航射频接口与导航天线连接，接收北斗 B1、北斗B3、GPS L1、GLONASS F1频点的卫星信号并进行处理，实现实时高精度三维定位、测速和精确授时，支持北斗 B1、B3频点直捕、定位及抗窄带干扰功能；通过天通射频接口与天通天线连接，接收天通一号移动通信卫星上的S频段透明转发信号，实现话音、数据、短信、位置信息上报功能；

所述硬件平台支持动态切换，支持七模十频并发通信，该七模十频并发通信包括定位导航、广域通信、区域通信和局域通信；定位导航支持北斗B1、北斗B3、GPS、GLONASS独立导航和组合导航；广域通信支持基于天通一号卫星通信；局域通信支持专用LTE、宽带抗干扰自组织网、UHF电台通信和集群通信中任何一种模式，局域通信支持WiFi和BT的并发；

所述整机机体的一侧设有可插拔的SIM卡1和电池，另一侧设有可插拔的SIM卡2、TF卡，并安装有四合一通信天线、航天线和天通天线；四合一通信天线用于收发专用LTE、宽带抗干扰自组织网、UHF电台通信和集群通信的无线信号；导航天线用于收发北斗B1/B3、GPS、GLONASS无线信号；天通天线用于收发天通卫星上行和下行两个频段无线信号。