無線電裝置的製作方法
2023-10-17 02:12:04 1
專利名稱：無線電裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及無線電通信系統的無線電裝置，在該無線電通信系統中利用單一頻率可同時進行話音信號的通話與收聽，即送與接收。
在描述本發明之前先給本說明書中所用的術語定義。本說明書中的「無線電裝置」是指具有發射機和接收機兩種綜合功能的裝置或具有接收機的單一功能的裝置中的任何一種裝置。本說明書中的「收發信機」除了在本說明書中某些部分進行不同定義之外，都指具的發射機和接收機兩種綜合功能的裝置。
對於發射和接收的雙向無線電通信來說，一般需要在兩個方向上用兩個頻率。當然，最好使用一個頻率實現雙向通信以充分利用頻帶。
在某些應用領域中，高質量聲音不是非常重要的。在這種情況中，下述的慣用方法已經用於具有單一頻率的雙向無線電通信中。
在始發呼叫站的一個同步信號發生器產生一個同步信號，用以把在發送和接收之間的轉接定時通知另一個站。輸入呼叫站的同步信號檢測器檢測包含在已接收信號中的同步信號。
來話呼叫站有一個發送/接收轉接單元，用響應於由來話呼叫站本身產生的定時信號或所接收的同步信號，行發送和接收之間的轉換，從而交替地進行同步發送和接收。確切地說，在發呼叫站，待發送的話音信號以預定的時間間隔進行A/D變換並存儲於存儲器中。已存儲數據以半個預定的時間間隔讀出並進行D/A變換，然後在發送周期期間施加到調製器，從而發送壓縮於半個實際時間周期的話音信號。另一方面，在輸入呼叫站，壓縮於半個實際時間周期的已接收的話音信號以預定時間間隔進行A/D變換並存儲於存儲器中。已存儲的數據以兩倍預定時間間隔讀出並進行D/A變換，以獲得擴展到原始話音信號的話音信號。用這種方法，就能夠利用單一頻率進行同時發送和接收。
當兩臺收發信機以這種具有單一頻率的同時發送和接收方式進行工作時，第三方站只能監聽僅由一個收發信機發送的話音信號，該收發信機除產生話音信號之外還產生同步信號，而不能監聽另一個收發信機發送的話音信號，該另一個收發信機工作以接收同步信號。因此，第三方站不能掌握兩臺收發機之間的全部通信。
同時發送和接收的通信系統的一個例子示於題為「僅利用一個頻道同時進行發送和接收方式的移動無線電」的論文之中，該論文發表在1992年IEICE(InstituteofElectronics，InformationCommunicationEngineers)春季會議記錄12編中，論文號為B-769，頁數為3-336，時間為1992年3月15日。
本發明的第一個目的是提供一種能夠監聽以單一頻率同時進行發送和接收的兩個收發信機之間的全部通信的無線電裝置。
本發明的第二個目的是提供一種能夠在同時發送和接收通信模式和監聽模式之間進行轉換的無線電裝置。
本發明的第三個目的是提供一種能夠監聽以單一頻率同時進行發送和接收的兩個收發信機之中任意一個的通信內容的無線電裝置。
根據本發明的一個實施例，無線電裝置有一個選擇同時發送和接收操作或監聽操作之中任意一種操作的控制器。在監聽第一和第二收發信機之間的通信內容過程中，無線裝置接收來自第一和第二收發信機的話音信號，來自第一收發信機的第一話音信號被擴展並從第一D/A變換器輸出，來自第二收發信機的第二話音信號被擴展並從第二D/A變換器輸出。這兩個話音信號進行相加並由無線電裝置的揚聲器進行重放。
當控制器選擇監聽操作時，該無線電裝置可以監聽來自第一和第二收發信機的話音，第一和第二收發信機工作於同時發送和接收狀態，其中的始發呼叫收發信機在發送同步信號，而輸入呼叫收發信機則檢測這些同步信號。
圖1示出本發明一個實施例的無線電裝置的電路方框圖;
圖2示出各電路部分的波形定時的定時圖，用於解釋該實施例的無線電裝置的工作;
圖3示出各電路部分的波形定時的定時圖，用於解釋該實施例的無線電裝置的工作;
圖4示出本發明另一個實施例的無線電裝置的電路方框圖;
圖5示出一種能夠選擇單工話音通信操作或以單一頻率進行同時發送和接收操作的無線電裝置的電路方框圖;
圖6示出各電路部分的波形定時的定時圖，用於解釋圖5所示的無線電裝置的操作;
圖7示出一種能夠應用發本發明的無線電裝置的通信系統的電路方框圖。
在描述本發明實施例之前，先參照圖5和圖6描述一種能夠選擇單工話音通信操作或以單一頻率同時進行發送和接收操作的無線電通信系統的一個例子。圖5是一個結合了按鍵通話方法和以單一頻率同時發送和接收方法的無線電裝置的電路方框圖。圖5所示的電路已在日本專利申請號為4-269132(尚未公開)的說明書中公開，該申請是在1992年9月14日申請的並已轉讓給本發明的受讓人。
參看圖5，標號1代表諸如麥克風之類的話音輸入單元，用以輸入待發送的話音。標號2代表一個A/D變換器，用以把待發送的話音信號變換成數字數據。標號3代表一個存儲器，用以存儲數字數據。標號4代表一個D/A變換器，用以把從存儲器3讀出的數字變換成模擬信號。標號7代表一個壓縮/擴展控制器，用以控制從A/D變換器2讀出輸出並存儲在存儲器3中的數位訊號，並控制把所讀出的數字數據施加到D/A變換器4，例如，控制器7控制使讀出的數字數據在時間上壓縮成1/2的數據。
標號5代表一個A/D變換器，用以把接收的話音信號變換為數字數據。標號6代表一個D/A變換器，用以把從存儲器3中讀出的數字數據變換為模擬信號。壓縮/擴展控制器7對讀出已寫入到存儲器3中的壓縮數據以及把讀出的數據加到D/A變換器6進行控制。例如，控制器7對把數字數據讀為擴展兩倍的數據進行控制，從而再生出原始話音。
標號8代表一個同步信號檢測器，用於檢測包含在所接收的話音信號中的預定同步信號。標號9代表一個發送/接收轉換單元，用以把無線電裝置的操作轉換到發送模式或接收模式。標號10代表一個同步信號發生器，用以響應於發送/收轉換而產生一個同步信號，並將該同步信號施加給調製器11，對待發送的話音信號進行調製。標號12代表一個解調器，用以解調所接收的話音信號。標號13代表一個收發信機單元。而標號14代表一個諸如揚聲器之類的話音輸出單元，已接收信號的話音從揚聲器中輸出。
標號15代表一個按鍵通話開關，當該通信裝置用以作為一個按鍵通話收發信機時，該開關用於在接收和發送之間進行轉換。標號16代表一個呼叫開關，用於與其所屬的無線電裝置產生的同步信號相同步地啟動以單一頻率進行的同時發送和接收。標號17代表一個開關，用以選擇用於按鍵通話無線裝置的普通話音信號或用於單一頻率進行同時發送和接收的無線電裝置的壓縮話音信號。標號18代表一個開關，用以選擇普通話音信號或擴展的話音信號為揚聲器14的輸入信號。標號19代表一個由微計算機等構成的控制器，該控制器依靠開關15和16的壓下，控制該裝置作為一個按鍵通話的無線電裝置，或者作為一個以單一頻率進行同時發送和接收的無線電裝置，而且還控制開關17和18、壓縮/擴展控制器7、發送/接收單元9、收發信機單元13以及其它電路。標號29代表一個輸入呼叫開關，用以與所檢測的同步信號同步地啟動同時發送和接收操作。如果該開關29在檢測到同步信號時未被壓下，則無線電裝置就繼續其接收狀態。在這種情況下，接收的壓縮話音信號被擴展和輸出，但壓縮的話音信號並不被發送。當開關29壓下時，雙向話音通信才被啟動。
現在來對圖5所示的無線裝置操作進行描述。在未檢測到同步信號而且呼叫開關16和輸入呼叫開關29都未被按壓的條件下的操作與普通單工無線裝置(即按鍵通話收發信機)的操作相同。在該操作中，控制器19把開關18轉到接點a，以使解調器12的輸出直接施加到揚聲器14上。當按鍵通話開關15的接點閉合時，控制器19使收發信機單元13進入發送狀態，並將開關17接到接點a，以使從麥克風1進入的話音直接輸入到調製器11並通過收發信機單元13進行發送。
圖6所示的定時圖用以解釋在檢測到一個同步信號時的操作(此後該操作稱為「輸入呼叫模式」)。在圖5和圖6中，標號23表示來自解調器12的輸出信號，標號24表示由同步信號檢測器8輸出的同步信號檢測信號，標號25表示從發送/接收轉接單元9輸出的發送/接收轉換信號，標號26表示從D/A變換器6輸出的信號，標號27表示從麥克網1輸出的話音信號，標號28表示從D/A變換器4輸出的信號。標號30表示輸入呼叫開關29狀態的信號，該信號30在開關29被壓下時為低電平(L)。控制器19控制開關18轉到接點b，以使從始發呼叫站發送的並經1/2時間壓縮的並經1/2時間壓縮的且由A1、A2、A3標記的已解調輸出信號23通過由A/D變換器5、存儲器3和D/A變換器6構成的電路，以便在壓縮/擴展控制器7的控制下將它們擴展成原始話音，並從揚聲器14輸出。在輸入呼叫開關29壓下之前發送/接收轉接信號25的電平一直取L電平，使收發信機單元13維持處於接收狀態。
當壓下輸入呼叫開關29時，控制器19控制發送/接收轉換單元9使之與同步信號檢測信號同步地傳送發送/接收信號。發送/接收轉換單元9使收發信機單元13在發送和接收兩種狀態間交替轉換。在圖6(a)中示出的發送/接收轉換信號25的「高」和「低」電平周期分別對應於發送和接收周期。
控制器19控制開關17轉至接點b，以使圖6(f)所示的聲音信號通過由A/D變換器2、存儲器3和D/A變換器4構成的電路，以便在壓縮/擴展控制器7的控制下將其壓縮1/2，經壓縮的話音信號在圖6(g)表示為B1和B2，它們被施加到調製器11並在發送周期內由收發信機單元13進行發送。
現在將參照圖1描述本發明的無線電裝置的實施例。在描述圖1所示無線電裝置之前，先參照圖7解釋利用圖1所示的無線電裝置的範例。圖1所示的無線電裝置對應於圖7所示的收發信機C，在圖7中，收發信機A作為始發呼叫站，收發信機B作為輸入呼叫站，它們都正在以單一頻率同時發送和接收的方式進行通信。收發信機C監聽收發信機A和B之間的通信。顯然，可以把收發信機C的功能提供給收發信機A和B。
參看圖1，與圖5所解釋的那些元件相同的元件用相同的標號表示，而且其有關的描述也省略。標號40表示一個控制器，用以控制該無線電裝置的總體操作。控制器40具有對本發明而言特殊的監聽功能，並具有圖5所示的控制器19的功能，即把收發信機操作為一個按鍵通話單工話音通信收發信機或操作為一個同時發送和接收的收信機的功能。標號41表示一個D/A變換器，它把來自A/D變換器5並經存儲器3存儲而且由壓縮/擴展控制器7擴展的數字數據變換成原始的模擬的話音信號。標號42表示一個加法器，用以把來自D/A變換器6的話音信號和來自D/A變換器41的話音信號加在一起。
利用與收發信機C相對應的圖1的無線電裝置監聽收發信機A和B之間的通信內容的操作將參照圖2所示的定時圖進行描述。現在考慮的情況是開關15、16和29都未被壓下，且發送/接收轉換接單元9在圖2中(C)表示的發送/接收轉換信號25為L電平，而且收發信機單元13被置於接收狀態。
在收發信機A和B之間的單一頻率進行同時發送和接收通信期間，來自收發信機A和B的壓縮信號通過圖1所示的收發信機C的收發信機單元13的天線輸入，然後由解調器12予以解調，以便得到圖2(a)所示的解調信號23。
A1、A2、…A4代表從收發信機A發送的壓縮信號，例如經1/2時間壓縮的信號;B1、B2、…B4代表從收發信機B發送的壓縮信號，例如經1/2時間壓縮的信號;而S1、S2、…、S4代表同步信號。同步信號檢測器8接收這些經壓縮的信號並產生圖2(b)所示的同步信號檢測信號24，然後將信號24加到控制器40。為了防止同步信號檢測器8誤動作，控制器40可以用於在接收諸如兩個或多個同步信號檢測信號24時進行操作。當同步信號檢測信號24輸入到控制器40時，控制器40就使開關18轉接到b並以下述控制壓縮/擴展控制器7。控制器40和壓縮/擴展控制器7可以利用諸如微計算機的公知電路部件實現。
在控制器40的控制下，圖2(a)所示的解調信號23通過A/D變換器5和壓縮/擴展控制器7存儲到存儲器3中。然後，同時進行諸如約兩倍的擴展時，在控制器40的控制下從存儲器3中讀出該解調信號23。從收發信機A發送的擴展信號加到D/A變換器6，D/A變換器6將圖2(d)所示的諸如話音信號的信號(可以是數據信號諸如來自心電圖的醫療數據而不是話音信號)施加到加法器42。另一方面，來自收發信機B的信號則加到D/A變換器41，D/A變換器41將圖2(e)所示的信號施加到加法器42。加法器42的輸出信號施加到揚聲器14，以產生出諸如由收發信機A和B發送和話音信號聽得見的聲音。
在上述操作期間，收發信機C不發送信號，而且開關17保持打開的狀態。
當同步信號檢測信號24的檢測被停止時，控制器40使開關18轉接到接點a，以使解調器12的輸入信號直接施加到揚聲器14。控制器40還把開關17轉接到接點a，以使來自麥克風的話音信號直接施加到解調器11。利用按鍵通話開關15實現發送和接收之間的轉換。在此方式中，操作返回單工通信模式。
在檢測到同步信號24時，壓下開關29的操作過程將參照圖3進行描述。該操作與普通的輸入呼叫模式相同。更具體地說，在控制器40的控制下，發送/接收轉換單元9將圖3(c)所示的發送/接收轉換信號25發送到收發信機單元13，以便的控制它。H電平對應於發送周期，L電平對應於接收周期。標號23表示來自解調器12輸出信號，標號24表示同步信號檢測信號，標號26表示從D/A變換器6輸出的信號，標號27表示諸如來自麥克風1的話音信號的信號，而標號28表示D/A變換器4的輸出信號。
控制器40能使發送/接收轉接單元9進行操作。然後該單元9與同步信號檢測信號同步地輸出發送/接收轉換信號，從而使收發信機單元13在發送和接收之間進行轉換。
在控制器40的控制下壓縮/擴展控制器7進行以下的操作。在這些操作中，收發信機A和C進行的單一頻率同時發送和接收的操作。
(1)在接收周期中，在圖3中標為A1、A2、…、A5的話音信號23輸入到A/D變換器5，圖3中所示的其擴展信號26則從D/A變換器6中輸出。因此，來自收發信機A的話音信號的信號就從揚聲器14輸出，成為能聽到的信號。
(2)在發送周期中，諸如圖3所示的話音信號的信號27就從麥克風輸入到A/D變換器2，該信號被壓縮並作為圖3所示的信號28從D/A變換器4輸出。控制器40使開關17轉接到接點b，以便D/A變換器4的輸出信號加到調製器11，而收發信機單元13就發送該壓縮信號。
在這種方式中，以單一頻率同時發送和接收是與從合作者收發信機接收的同步信號檢測信號24同步地進行。當來自合作者接收機的同步信號檢測信號的檢測被停止時，控制器40就停止發送/接收轉換單元9的操作。因此，發送和接收之間的轉換就隨著按鍵通話開關15的操作而發生。在這種情況下，控制器40使開關18轉接到接點a點以便解調器12的輸出信號直接加到揚聲器14。控制器40還把開關17接到接點a，以使諸如來自麥克風1的話音信號直接施加到調製器11。在這種方式中，該操作返回到單工通信方式。
圖4示出發本發明的另一個實施例。在圖1所示的實施例中，從收發信機A和B發送的壓縮信號存儲在存儲器中。然後存儲在存儲器3中的壓縮信號在壓縮擴展控制器7的控制下讀出和擴展。來自收發信機A和B的信號分別分配到D/A變換器6和41，以將它們變換成模擬信號。因此圖1所示的實施例需要兩個昂貴的D/A變換器和裝設它們的空間。圖4所示的實施例解決了這些問題。具體地說，由於在收發信機C監聽收發信機A和B之間的通信內容時不使用D/A變換器4，所示該D/A變換器4在本實施例的監聽方式中可被使用。為此，在D/A變換器4的輸出端設置一個開關44。本實施例的控制器40執行以下的操作。
參見圖4，在監聽狀態中，開關44接到接點b。來自發送/接收轉接單元9的發送/接收轉換信號25取圖2(c)所示的「L」電平。由收發信機單元13接收並從A/D變換器5輸出的信號是圖2(a)所示的信號23。這些信號23通過壓縮/擴展控制器7存儲到存儲器3中。在壓縮/擴展控制器7的控制下該存儲的信號被讀出和擴展。在讀出的擴展這些信號時，控制器40對從收發信機A向D/A變換器6提供信號進行控制，變換器6將信號變換諸如圖2(d)所示的話音信號的原始信號。經變換的原始信號施加到加法器42。來自收發信機B的信號施加到D/A變換器4，變換器4把信號變換為諸如圖2(e)所示的那些話音信號等的原始信號。經變換的原始信號通過開關44施加到加法器42。結果，來自收發信機A和B的兩個信號就從加法器42加到揚聲器14。在這種方式中，不用附加昂貴的D/A變換器就能實現具有圖1所示的實施例相同。
圖8示出本發明的另一個實施例，其中設置了開關45和開關44，開關45插接在開關40和加法器42之間，開關44指定開關45在監聽狀態中是打開還是閉合。
如果在監聽狀態中開關44被壓下，則控制器40就接通開關45。在這種情況下，與圖4所示實施例類似，來自D/A變換器4和6的輸出信號就由加法器42相加，並由揚聲器14再生了同原始信號。
如果在監聽狀態中開關44未被壓下，則控制器40斷開開關45，因此從D/A變換器4輸出的信號就不施加至法器42。在這種情況中，只有來自D/A變換器6的輸出信號由揚聲器14進行再現。
對於這個實施例，收發信機C能夠接收來自收發信機A和收發信機B二者的話音信號，收發信機A產生同步信號，收發信機B與所接收的同步信號同步地執行同時發送和接收通信;或者收發信機C只接收來自收發信機A的話音信號。
本實施例的無線電裝置具有發送和接收兩種功能。如果只需要監聽功能，則該無線電裝置可以只有接收功能。
按照本發明，在兩個收發信機工作的通信區域，本發明的無線電裝置能夠接收來自產生同步信號的一個收發信機(始發呼叫站)和來自與所接收的同步信號同步地執行同時發送/接收通信的另一個收發信機(輸入呼叫站)的兩上話音信號，或者只接收來自收發信機(始發呼叫站)的話音信號。因此能夠提供的單一頻率同時發送和接收的通信裝置，這種通信裝置在實際應用中是很優秀的。
權利要求
1.一種無線電裝置，其特徵在於包括用於從第一收發信機接收第一信號的裝置，所說第一信號已經以預定速率進行了時間壓縮；用於從所說第一信號中再生第一原始信號的裝置；用於在所說第一收發信機的接收周期期間從第二收發信機接收第二信號的裝置，所說第二信號已經以預定速率進行了時間壓縮；用於從所說第二信號中再生第二原始信號的裝置；和用於把所說第一和第二原始信號相加並將相加的信號進行輸出的裝置。
2.根據權利要求1的無線電裝置，其特徵在於，預定的發送周期和預定的接收周期被交替地設置，所說接收裝置在所說預定接收周期期間接收所說的第一和第二信號，而所說的無線電裝置還包括以預定速率對發送信號進行時間壓縮並將所說壓縮的發送信號在預定的發送周期期間進行發送的裝置。
3.根據權利要求2的無線電裝置，其特徵在於，所說的無線電裝置還包括一個控制器，該控制器包括有在所說預定發送周期期間，用於從所說第二收發信機選擇發送所說發送信號或接收所說壓縮信號者之一的裝置。
4.根據權利要求3的無線電裝置，其特徵在於，所說控制器還包括用於在所說預定發送周期期間直接通過調製器將所說發送信號進行發送並把來自所說第一收發信機的第一信號直接通過解調器進行輸出的裝置。
5.根據權利要求2至4中任何一個權利要求的無線電裝置，其特徵在於，以預定速率對所說發送信號進行壓縮並將壓縮的發送信號進行發送的裝置是以兩倍或更高倍數對所說發送信號進行壓縮。
6.根據權利要求1的無線電裝置，其特徵在於，所說的無線電裝置還包括用於選擇來自第一和第二收發信機的第一和第二信號之中的一個信號裝置。
7.一種以單一頻率同時進行發送和接收的無線電裝置，具有一個同步信號發生器單元，用以向呼叫者通知發送和接收之間的轉換定時，一個同步信號檢測器單元，用以檢測在所接收的來自一個呼叫者的信號中包含的同步信號，以及一個發送/接收轉換單元，用以與所檢測到的信號之一同步地在發送和接收之間進行轉換，該檢測到的信號是指從呼叫者發送的同步信號和由被呼叫者產生的定時信號，其中發送信號通過第一A/D變換器的預定的時間間隔進行存儲，該存儲的數據以實際上為預定時間間隔的一半的時間進行讀出，並在發送周期期間通過第一D/A變換器加到一個調製器，以便發送實際時間壓縮一半的發送信號，來自第一收發信機並經實際時間壓縮一半的接收信號通過第二A/D變換器的預定的時間間隔進行存儲，該存儲的數據以實際兩倍的預定時間間隔被讀出，以便擴展成接收信號的原始信號並加到第二D/A變換器，所說無線電裝置特徵在於用於在所說發送周期期間從第二收發信機接收經實際時間壓縮一半的信號的裝置;一個控制器單元，用於在檢測同步信號的周期期間與所述檢測的第一收發信機的同步信號同步地進行單工通信或在發送周期期間從所說第二收發信機接收所說信號兩種情況進行選擇;以及一個第三D/A變換器和一個加法器，其中如果所說的來自第二收發信機的信號是所說發送周期期間待接收的信號，則來自第一和第二收發信機的所說的壓縮信號就通過第二A/D變換器進行存儲，所存儲的數據以實際兩倍的預定時間間隔被讀出，用於第一收信機的所說的讀出信號施加到所說第二D/A變換器，所說用於第二收發信機的讀出信號施加到所說第三D/A變換器，所說第二和第三D/A變換器的輸出信號施加所說的加法器，而所述的加法運算得到的信號從所說加法器輸出。
8.根據權利要求7的無線電裝置，其特徵在於，所說裝置還包括控制裝置，用以使第一D/A變換器具有第三D/A變換器的功能，並對把該第一變換器的一個輸出信號施加到所說調製器和加法器之一進行控制，其中當接收到一個來自第二收發機的信號時，來自所說第二收發信機的信號就通過第二A/D變換器被存儲，該存儲的數據以實際兩倍的預定時間間隔讀出並通過第一D/A變換器加到所說加法器。
全文摘要
本發明的無線電裝置包括一個用於從第一收發信機接收以預定速率進行了時間壓縮的第一信號的單元，一個用於從第一信號再生第一原始信號的單元，一個用於在第一收發信機的接收周期期間從第二收發信機接收以預定速率進行了時間壓縮的第二信號的單元，一個用於從第二信號再生第二原始信號的單元，以及一個用於將第一和第二原始信號相加並輸出該相加信號的單元。
文檔編號H04B1/40GK1098577SQ94101938
公開日1995年2月8日 申請日期1994年2月26日 優先權日1993年2月26日
發明者鈴木修, 鈴鹿和男, 白石光男, 大衡壯, 角富士雄, 鈴木憲一 申請人:日立電子株式會社, 東北電子株式會社, 富士泰克株式會社