具有多極總線結構並由移動物體承載的數字電臺的製作方法
2023-07-07 18:19:46
專利名稱：具有多極總線結構並由移動物體承載的數字電臺的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有多級總線結構並由移動物體承載的數字電臺，特別是指一種通過在多級總線上分別連接相應的功能模塊以實現數字電臺基本功能及擴展功能，並且可根據通訊的要求和工作環境任意變換通訊調製方式的數字電臺。
保證通訊質量是電臺最為重要的任務之一；在傳統電臺中，無論是傳輸的信息，還是電臺的控制命令，基本上還都是模擬信號；模擬信號易收幹擾，不穩定，因此，不利於保證通訊的質量。
抗幹擾能力是電臺的重要性能之一，特別對於交通工具機載電臺而言，要保證電臺在各個不同地域、各種環境條件下完成通信任務，就必須使該電臺具有多種抗幹擾的能力和技術手段。傳統的電臺結構單一，性能和功能有限，所以抗幹擾的能力相對較差。
此外，對於交通工具機載電臺而言，除了需要完成承載電臺的交通工具與指揮部門的通信任務外，還應能將承載電臺的交通工具上面所裝備的各種傳感器所採集的數據向地面指揮部門自動傳輸，使指揮部門對交通工具運行狀況和所載設備的運轉情況及時掌握；傳統的電臺由於其本身的結構和功能的缺陷，也無法承擔上述的數據傳輸的任務。如果在飛行器具有上述功能的機載數字電臺，地面上的航空指揮中心就可以及時了解各飛行器的飛行狀態參數，特別時能及時發現飛行器的異常，為採取必要的措施，避免遭受更大的損失爭取時間。例如如果2001年9月11日在美國紐約遭受恐怖襲擊之前，能及時發現民航飛機被恐怖分子劫持後的航向，就可以及時發出警報，並且採取必要的措施控制損失的程度。
本發明的又一目的在於提供一種數字電臺的多級總線及具有該多級總線結構的數字電臺，該電臺所要傳輸的信息和電臺的控制命令全部數位化，有利於利用計算機技術對信源和信道進行各種編碼、解碼，進而提高通訊質量；也有利於通過數字加密的技術手段實現保密通訊。
本發明的另一目的在於提供一種數字電臺的多級總線及具有該多級總線結構的數字電臺，該電臺具有多種通訊方式，並可相互切換以保證電臺在各個不同地域、各種環境條件下都能完成通信任務。
本發明的目的是通過如下的技術方案實現的一種具有多級總線結構並由移動物體承載的數字電臺，它至少設有第一級總線以及連接到該第一級總線的數字電臺主功能模塊；其中，該數字電臺主功能模塊至少包括第一主模塊，用於發射信號；第二主模塊，用於接收信號；第三主模塊，用於對信源及信道進行編碼或解碼；第四主模塊，用於調製或解調。
該第一級總線至少設有用於連接數字電臺主功能模塊的所有第一級信號及電源；該第一級信號至少包括第一級控制信號及第一級數據信號。
所述的數字電臺主功能模塊還包括第五主模塊，用於語音數位化和數字語音化處理。
所述的數字電臺主功能模塊還包括第六主模塊，用於數據採集和處理。
所述的數字電臺主功能模塊中設有用於與數字電臺第二級功能模塊連接的第二級總線。
所述的第二級總線至少設有用於連接數字電臺第二級功能模塊的所有第二級信號及電源，該第二級信號至少包括第二級控制信號及第二級數據信號。
所述的數字電臺第二級功能模塊為擴頻/解擴模塊。
所述的數字電臺第二級功能模塊為跳時/解跳模塊。
所述的數字電臺第二級功能模塊為跳頻/解跳模塊。
所述的數字電臺第二級功能模塊為載波調製/解調模塊。
所述的數字電臺第二級功能模塊中設有用於與數字電臺第三級功能模塊連接的第三級總線。
所述的第三級總線至少設有用於連接數字電臺第三級功能模塊的所有第三級信號及電源，該第三級信號至少設有第三級控制信號及第三級數據信號。
所述的數字電臺第三級功能模塊至少包括一個或一個以上的單頻段載波調製解調子模塊。
所述的第六主模塊與裝設在承載數字電臺的移動物體上相應的探測裝置及傳感器連接，其處理探測裝置及傳感器採集的移動物體的運行數據，並將該數據自動發送到第四主模塊進行調製後，再通過第一主模塊發射。
本發明的數字電臺具有多層次的總線結構，由可靈活連接到各層總線的功能模塊的組合實現電臺的功能，不必改進整個電臺硬體就可以靈活地提高電臺的性能，實現電臺功能的擴展，並且該電臺的維護方便；由於採用模塊化的方式，該電臺所要傳輸的信息和電臺的控制命令可以全部數位化，因此有利於利用計算機技術對信源和信道進行各種編碼、解碼，進而提高通訊質量；更有利於通過數字加密的技術手段實現保密通訊；通過多級總線，該電臺實現了多種通訊方式，並可相互切換，保證了電臺在各個不同地域、各種環境條件下都能克服幹擾並實現通信。
以下結合附圖及實施例對本發明作進一步的詳細說明。
圖2為本發明一實施例的單頻段數字電臺的結構示意圖。
圖3為本發明另一實施例的單頻段數字電臺的結構示意圖。
圖4為本發明又一實施例的單頻段數字電臺的結構示意圖。
圖5為本發明一實施例的雙頻段數字電臺的結構示意圖。
圖6為本發明另一實施例的雙頻段數字電臺的結構示意圖。
圖7為本發明又一實施例的雙頻段數字電臺的結構示意圖。
圖8為本發明三頻段數字電臺的結構示意圖。
圖9為本發明一具有擴頻功能的單頻段數字電臺的結構示意圖。
圖10為本發明另一具有擴頻功能的單頻段數字電臺的結構示意圖。
圖11為本發明又一具有擴頻功能的單頻段數字電臺的結構示意圖。
圖12為本發明一具有擴頻功能的雙頻段數字電臺的結構示意圖。
圖13為本發明另一具有擴頻功能的雙頻段數字電臺的結構示意圖。
圖14為本發明又一具有擴頻功能的雙頻段數字電臺的結構示意圖。
圖15為本發明同時具有擴頻和跳頻功能的三頻段數字電臺的結構示意圖。
圖16為本發明同時具有擴頻、跳頻及跳時功能的三頻段數字電臺的結構示意圖。
由於所有該數字電臺主功能模塊都連接到第一級總線上，因此，該第一級總線上設有與所有數字電臺主功能模塊上的信號相對應，並且用於連接數字電臺主功能模塊的所有第一級信號及電源；其中，所述的第一級信號至少包括有第一級控制信號及第一級數據信號。
由移動物體承載的數字電臺通常會由於移動物體本身物理位置的不斷變化而處於各種各樣的環境條件之中，因此不可避免地會遇到各種各樣的幹擾。為了能夠在不同的地域和各種環境條件都能保證通訊的通暢，可以採取採用擴頻、跳頻、跳時等技術手段。為此，可在實現調製或解調主功能的第四主模塊上可增加擴頻、跳頻、跳時的功能，這些增設的擴頻、跳頻、跳時功能以第二級功能模塊的方式分別實現，並且該第二級模塊連接到設在第四主模塊中的第二級總線上。與此同時，信號的發射功能可以用單頻段發射模塊實現，然後，將工作在不同頻段的各單頻段發射模塊連接到所述的第一主模塊的第二級總線上，就可實現多頻段發射；同樣，信號的接收功能可以用單頻段接收模塊實現，然後，將工作在不同頻段的各單頻段接收模塊連接到所述的第二主模塊的第二級總線上，就實現多頻段接收。與各單頻段發射模塊、接收模塊相對應的載波調製解調子模塊連接到設在屬於第二級模塊的調製解調模塊的第三級總線上，通過各單頻模塊的各種組合，實現單頻或多頻段發射或接收的不同組合。
參見圖2、圖3、圖4，在本發明的單頻段數字電臺實施例中，該數字電臺具有三級總線結構及三級功能模塊。其中，第一級總線為該數字電臺的基本總線，所有該數字電臺主功能模塊都連接到第一級總線上，並通過這些數字電臺主功能模塊的組合，實現數字電臺的基本功能；因此，該主功能模塊至少包括有用於發射信號的第一主模塊、用於接收信號的第二主模塊、用於對信源及信道進行編碼或解碼的第三主模塊、用於調製或解調的第四主模塊；還可以包括用於語音數位化和數字語音化處理的第五主模塊，以及用於數據採集和處理第六主模塊。
如果移動物體承載的數字電臺的通訊沒有抗幹擾和保密的要求，該在電臺的調製解調模塊的三級總線上可不連接擴頻解擴、跳頻解跳、跳時解跳等第三級模塊。同時，如果該電臺只涉及單頻段通訊，則只要在各單頻段載波調製解調子模塊中選擇所需的模塊進行連接；由此可分別構成如圖2、圖3、圖4所示的單頻段數字電臺。該單頻段數字電臺的結構簡單，由於採用模塊化的組合方式，其構成成本很低。如果需要在此基礎上實現通訊的保密，則應在通訊數據中加設密匙。
參見圖5、圖6、圖7、圖8，在本發明的多頻段數字電臺實施例中，該數字電臺具有三級總線結構及三級功能模塊。其中，第一級總線為該數字電臺的基本總線，所有該數字電臺主功能模塊都連接到第一級總線上，並通過這些數字電臺主功能模塊的組合，實現數字電臺的基本功能；因此，該主功能模塊至少包括有用於發射信號的第一主模塊、用於接收信號的第二主模塊、用於對信源及信道進行編碼或解碼的第三主模塊、用於調製或解調的第四主模塊；還可以包括用於語音數位化和數字語音化處理的第五主模塊，以及用於數據採集和處理第六主模塊。
如果移動物體承載的數字電臺承擔不同頻段之間的通訊協調任務。則在相應的多個單頻段載波調製解調子模塊中選擇所需的一個以上的單頻段載波調製解調子模塊連接到調製解調模塊的三級總線上。由此構成如圖5、圖6、圖7或圖8所示的多頻段數字電臺。由此構成的數字電臺能確保承載數字電臺的移動物體與相應的部門之間的通訊。同樣，該電臺也不具有抗幹擾的能力，如果需要在此基礎上實現通訊的保密，則應在通訊數據中加設密匙。
參見圖9、圖10、圖11，在本發明的多頻段數字電臺實施例中，該數字電臺具有三級總線結構及三級功能模塊。其中，第一級總線為該數字電臺的基本總線，所有該數字電臺主功能模塊都連接到第一級總線上，並通過這些數字電臺主功能模塊的組合，實現數字電臺的基本功能；因此，該主功能模塊至少包括有用於發射信號的第一主模塊、用於接收信號的第二主模塊、用於對信源及信道進行編碼或解碼的第三主模塊、用於調製或解調的第四主模塊；還可以包括用於語音數位化和數字語音化處理的第五主模塊，以及用於數據採集和處理第六主模塊。
如果移動物體承載的數字電臺承擔的通訊需要具有具有抗幹擾和保密的功能，可在電臺的調製解調模塊的二級總線上插裝擴頻/解擴子模塊，形成圖9、圖10、圖11所示的單頻段直接序列擴頻數傳電臺，或圖12、圖13、圖14所示的雙頻段直接序列擴頻/解頻數字電臺。為了對抗更為嚴重的幹擾，還可在電臺的調製解調模塊的二級總線上裝設跳頻/解跳子模塊及擴頻/解擴子模塊，形成圖15所示的三頻段跳頻—直接序列擴頻數字電臺，或在電臺的調製解調模塊的二級總線上兼設跳時/解跳子模塊、跳頻/解跳子模塊及擴頻/解擴子模塊，圖16所示的三頻段跳時—跳頻—直接序列擴頻數字電臺。
如上所述，各下級模塊通過設在其上層模塊中的總線與上層模塊連接，構成具有多級總線的數字電臺，並且根據需要通過在各級總線上連接各種模塊，實現對電臺功能的擴展，達到抗幹擾的目的。
參見圖1，連接到第一級總線上的第六主模塊可以與承載數字電臺的移動物體上的數據探測裝置或傳感器連接，其處理探測裝置及傳感器採集的移動物體的運行數據，並將該數據發送到第四主模塊進行調製後，再通過第一主模塊發射出去。例如，本發明可通過其第六主模塊與承載該數字電臺的飛行器上的飛行探測裝置或傳感器連接，由此，該飛行器上的設備運行參數及飛行狀況均可以由該第六主模塊採集並且處理。同時，該第六主模塊還可以利用連接到第一級總線上的第四主模塊對該數據進行調製，然後通過第一主模塊自動發射出去。這樣，地面上的指揮控制中心就可以方便地獲取各飛行器的飛行數據，而無須飛行器駕駛人員人工幹預。特別是在對於飛行器的飛行狀態出現異常或危險情況時，地面指揮控制中心可及時發現甚至直接採取必要的控制措施接管飛行器的控制權，以避免造成更大的損失。同樣，對於遠洋運輸船舶而言，一旦通過本發明的數字電臺發現航行中的異常，就可以及時採取營救措施。
權利要求
1.一種具有多級總線結構並由移動物體承載的數字電臺，其特徵在於它至少設有第一級總線以及連接到該第一級總線的數字電臺主功能模塊；其中，該數字電臺主功能模塊至少包括第一主模塊，用於發射信號；第二主模塊，用於接收信號；第三主模塊，用於對信源及信道進行編碼或解碼；第四主模塊，用於調製或解調。該第一級總線至少設有用於連接數字電臺主功能模塊的所有第一級信號及電源；該第一級信號至少包括第一級控制信號及第一級數據信號。
2.根據權利要求1所述的具有多級總線結構並由移動物體承載的數字電臺，其特徵在於所述的數字電臺主功能模塊還包括第五主模塊，用於語音數位化和數字語音化處理。
3.根據權利要求1所述的具有多級總線結構並由移動物體承載的數字電臺，其特徵在於所述的數字電臺主功能模塊還包括第六主模塊，用於數據採集和處理。
4.根據權利要求1或2或3所述的具有多級總線結構並由移動物體承載的數字電臺，其特徵在於所述的數字電臺主功能模塊中設有用於與數字電臺第二級功能模塊連接的第二級總線。
5.根據權利要求4所述的具有多級總線結構並由移動物體承載的數字電臺，其特徵在於所述的第二級總線至少設有用於連接數字電臺第二級功能模塊的所有第二級信號及電源，該第二級信號至少包括第二級控制信號及第二級數據信號。
6.根據權利要求5所述的具有多級總線結構並由移動物體承載的數字電臺，其特徵在於所述的數字電臺第二級功能模塊為擴頻/解擴模塊。
7.根據權利要求5所述的具有多級總線結構並由移動物體承載的數字電臺，其特徵在於所述的數字電臺第二級功能模塊為跳時/解跳模塊。
8.根據權利要求5所述的具有多級總線結構並由移動物體承載的數字電臺，其特徵在於所述的數字電臺第二級功能模塊為跳頻/解跳模塊。
9.根據權利要求5所述的具有多級總線結構並由移動物體承載的數字電臺，其特徵在於所述的數字電臺第二級功能模塊為載波調製/解調模塊。
10.根據權利要求5所述的具有多級總線結構並由移動物體承載的數字電臺，其特徵在於所述的數字電臺第二級功能模塊為一個或一個以上的單頻段發射子模塊，該單頻段發射子模塊連接到發射模塊的第二級總線上。
11.根據權利要求5所述的具有多級總線結構並由移動物體承載的數字電臺，其特徵在於所述的數字電臺第二級功能模塊為一個或一個以上的單頻段接收子模塊，該單頻段接收子模塊連接到接收模塊的第二級總線上。
12.根據權利要求7、8、9、10、11所述的具有多級總線結構並由移動物體承載的數字電臺，其特徵在於所述的數字電臺第二級功能模塊可任意組合，同時連接到第二級總線。
13.根據權利要求4所述的具有多級總線結構並由移動物體承載的數字電臺，其特徵在於所述的數字電臺第二級功能模塊中設有用於與數字電臺第三級功能模塊連接的第三級總線。
14.根據權利要求13所述的具有多級總線結構並由移動物體承載的數字電臺，其特徵在於所述的第三級總線至少設有用於連接數字電臺第三級功能模塊的所有第三級信號及電源，該第三級信號至少設有第三級控制信號及第三級數據信號。
15.根據權利要求13所述的具有多級總線結構並由移動物體承載的數字電臺，其特徵在於所述的數字電臺第三級功能模塊至少包括一個或一個以上的單頻段載波調製解調子模塊。
16.根據權利要求13所述的具有多級總線結構並由移動物體承載的數字電臺，其特徵在於所述的數字電臺第三級功能模塊為一個以上該單頻段載波調製解調子模塊的組合。
17.根據權利要求3所述的具有多級總線結構並由移動物體承載的數字電臺，其特徵在於所述的第六主模塊與裝設在承載數字電臺的移動物體上相應的探測裝置及傳感器連接，其處理探測裝置及傳感器採集的移動物體的運行數據。
18.根據權利要求17所述的具有多級總線結構並由移動物體承載的數字電臺，其特徵在於所述的第六主模塊還可將探測裝置及傳感器採集的移動物體的運行數據自動發送到第四主模塊進行調製後，再通過第一主模塊發射。
全文摘要
一種具有多級總線結構並由移動物體承載的數字電臺，至少設有第一級總線以及連接到該第一級總線的數字電臺主功能模塊；其具有多層次的總線結構，由連接到各層總線的功能模塊的組合實現電臺的功能，不必改進整個電臺硬體就可提高電臺的性能，實現功能的擴展，且維護方便；由於採用模塊化的方式，該電臺所要傳輸的信息和電臺的控制命令可以全部數位化，有利於用計算機技術對信源和信道進行編碼、解碼，提高通訊質量；有利於實現保密通訊；通過多級總線實現了多種通訊方式，並可相互切換，保證了電臺在各個不同地域、各種環境條件下都能克服幹擾並實現通信。
文檔編號H04B1/38GK1411153SQ0114199
公開日2003年4月16日 申請日期2001年9月27日 優先權日2001年9月27日
發明者林星山, 查光明, 張德福 申請人:保利通信公司