帶內同頻數碼無繩電話的製作方法
2023-10-09 00:50:39 1
專利名稱：帶內同頻數碼無繩電話的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信和信號處理以及軟體無線電技術領域，具體是指一種帶內同頻數碼無繩電話。
背景技術：
目前，我國的無繩電話仍然是模擬式無繩電話機佔主導地位。模擬電話存在許多不足其一，模擬式無繩電話傳送的是模擬信號，信號處理方式簡單，消耗功率較大，不能有效地消除幹擾及噪聲的影響，導致許多情況下通話質量不能令人滿意；其二，模擬式無繩電話的頻率利用率不高，信道容量低，我國於1994年制定的無繩電話標準為45/48MHz的20對頻率，每個信道佔用的頻帶寬度為25kHz；其三，模擬式無繩電話採用的是模擬調製傳輸，容易被非法盜打及盜聽，安全性不能充分保證；其四，模擬式無繩電話多採用分立元件構成電路，集成化程度不高，體積較大，功耗也較大。
現有的數字無繩電話標準主要有歐洲的DECT、日本的PHS、美國的PACS及中國自己的CDCT。這些標準都佔用新的無線頻率資源，並且他們的工作頻率都很高(1.8～1.9GHz)，此外，它們都是類似於微縮版GSM的數字移動通信系統。因此，實現困難，成本高，且有被GSM取代的趨勢。
發明內容本發明的目的就是為了解決上述現有技術中存在的不足之處，提供一種與我國現有模擬無繩電話帶內同頻數碼無繩電話。該電話用數字軟體無線電技術代替現有模擬無繩電話的核心處理部分，通話質量好、頻譜利用率高，抗幹擾性強、保密性好、體積小、功耗低，集成度高，產品更新換代及功能擴展容易，可以和第三代移動通信體系兼容，而又比現有數字無繩電話系統要小，所以更能靈活應用。
本發明所述帶內同頻數碼無繩電話，由母機和子機兩部分組成，母機的系統電路由控制電路、數位訊號處理電路、射頻收發電路、語音收發電路、存儲電路、顯示電路、鍵盤輸入電路、模數轉換電路、接口電路以及電源電路相互電氣連接組成；子機的系統電路由控制電路、數位訊號處理電路、射頻收發電路、語音收發電路、存儲電路、顯示電路、鍵盤輸入電路、模數轉換電路以及電源電路相互電氣連接組成，其特徵是，在母機的電路中，控制電路分別與數位訊號處理電路、射頻收發電路、鍵盤輸入電路、電源電路相互電氣連接，數位訊號處理電路分別與控制電路、語音收發電路、存儲電路、接口電路、顯示電路、模數轉換電路，電源電路相互電氣連接，射頻收發電路分別與控制電路、模數轉換電路、電源電路相互電氣連接，並通過雙工器與天線連接；子機的電路中沒有接口電路，其它電路部分的連接關係與母機相同。
為了更好地實現本發明，所述控制電路可由「微控制器晶片」MCU(或稱單片機)及相應外圍配置電路組成；所述數位訊號處理電路可由「數位訊號處理器晶片」DSP及相應外圍配置電路組成；所述射頻收發電路可由專用於45/48MHz頻段內的「射頻晶片」通過相應外圍配置電路組成，其晶片內的頻率合成器可由MCU進行控制調節以實現信道的選取轉接；所述語音收發電路由「語音收發晶片」通過相應外圍配置電路組成，主要負責完成語音的模數轉換即採樣量化和數模轉換。
本發明所述帶內同頻數碼無繩電話(母機和子機)實現系統運作的方法，採用下列步驟當電話系統加電啟動時，母機/子機的控制電路控制各個電路進行初始化然後進入初始待機檢測控制狀態，檢測外部中斷，準備接入電話或打出電話；當接收到外部中斷，則控制電路將控制系統去調用執行相應中斷服務程序，按照通信握手協議，執行通信鏈路建立過程，以確定能否建立起通信鏈路；當通信鏈路成功建立並進入通話工作狀態後，相應的電路也開始工作，控制電路控制通信的維持和完成其他一些控制功能，而數位訊號處理電路則在控制電路的控制下進行數位訊號收發和處理；當接收到終止通信的中斷或通信終止幀後，控制電路將控制其他電路一起結束通信，然後進入最初的初始待機檢測控制狀態，開始下一輪通信循環。
為了更好地實現本發明，所述控制電路中微控制器晶片MCU控制系統的方法，採用下列步驟
當電話系統加電啟動時，MCU控制各個電路進行初始化工作從存儲器中讀入程序和數據到相應的片內RAM，讀完之後程序開始運行，進入初始待機檢測控制狀態，檢測外部中斷外線鈴流檢測、摘機檢測、無線信道呼叫檢測，準備接入電話或打出電話；當接收到外部中斷，MCU將控制系統去調用執行相應中斷服務程序，進行鍵盤掃描，信道掃描監測，按照通信握手協議，執行通信鏈路建立過程，以確定能否建立起通信鏈路；當通信鏈路成功建立進入通話工作狀態後，MCU控制通信的維持，除了控制維持通信外，MCU還將按協議規定的時序執行其他控制功能，包括掃描鍵盤中斷鍵、控制數位訊號處理電路監測信道性能、轉換信道以接續通話、通信轉接、三方通話以及根據接收由數位訊號處理電路和射頻收發電路反饋的信號信息進行一些相應控制處理；當接收到終止通信的中斷或通信終止幀後，MCU將控制其他電路一起結束通信，然後進入最初的初始待機檢測控制狀態，開始下一輪的通信循環。
此外，MCU還在各個通信狀態中按協議規定的時序，進行存儲電話號碼、省電機制、免提控制、靜音、重撥等中斷的掃描和響應。
為了更好地實現本發明，所述數位訊號處理電路中數位訊號處理晶片DSP的數位訊號處理方法，採用下列步驟在初始待機檢測控制狀態時，DSP由控制電路控制完成外線鈴流檢測、無線信道呼叫檢測，並將檢測信息反饋給控制電路；在通信建立階段時，DSP由控制電路控制完成用於建立通信鏈路的一序列的幀信號的收發，並將收發情況反饋給控制電路；在通信維持階段時，DSP由控制電路控制以協議規定的時序完成數位訊號的收發和處理，其中收發過程是DSP處理輸出的數據經過緩衝器和DAC後送入到話音發送電路或射頻發射電路或接口電路，而DSP又將讀取從話音接收電路或射頻接收電路或接口電路通過ADC送入緩存器裡的採樣接收數據進來處理；處理過程是DSP完成發送方向的數位訊號的信源編碼、信道編碼、加擾加密、打包成幀、數字濾波、數字調製以及接收方向的數位訊號的數字解調、數字濾波、解包卸幀、去擾解密、信道解碼、信源解碼；
在通信終止階段時，DSP由控制電路控制完成用於終止通信鏈路的一序列的幀信號的收發，並將收發情況反饋給控制電路。
此外，DSP還在MCU的控制下在協議規定時序裡分別與存儲電路進行數據存儲或讀取；傳送數據至顯示電路顯示。
本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果1.本發明採用和我國現有模擬無繩電話相同的頻帶，工作頻段位於我國1994年制定的無繩電話標準頻段。其中，上行(子機到母機)48～48.475MHz，下行(母機到子機)45～45.475MHz，無需佔用新的頻帶，可節約寶貴的頻譜資源；同時由於本發明使用的頻段(45MHz/48MHz)大大低於現有的數碼無繩電話使用的頻段，對所需元器件及生產測試設備的要求也大大降低，因而具有成本低的優點。
2.本發明綜合語音編碼、信道編碼、數字調製解調、數字信道均衡等最新數位訊號處理技術於一體，並採用了自主開發的將信源編碼、信道編碼和調製均衡結合起來的新理論和聯合算法，且採用單片集成電路晶片實現，具有抗幹擾性強、通話質量好、保密性好、頻譜利用率高、體積小、集成程度高、功能升級擴展容易等優點。
3.本發明採用自主設計的數字無繩電話通信協議、根據自身的特點設計開發出了呼叫過程建立、通信過程中各種正常異常中斷響應以及結束通信的各個通信階段的協議。
4.本發明採用幀結構的信號形式，通過設計特殊的幀頭來標誌幀起始，即幀同步通信，這就省去了大型數字無繩電話系統所必需的定時和同步系統。
5.本發明採用軟監測信道性能的技術，通過糾錯編碼與自適應均衡相結合的新方法來得到信號的接收情況，從而判斷信道的性能優劣，進而作出是否要進行信道切換的決定。
圖1是本發明實施例的電路方框圖；圖2是本發明實施例的系統軟體處理流程圖；圖3是本發明實施例的母機MCU晶片工作控制的軟體處理流程圖；圖4是本發明實施例的子機MCU晶片工作控制的軟體處理流程圖；圖5是本發明實施例的DSP晶片數位訊號處理的軟體處理流程圖6是本發明實施例的母機控制電路的電路原理圖；圖7是本發明實施例的母機數位訊號處理電路的電路原理圖；圖8是本發明實施例的母機射頻收發電路(MC13110AFB部分)的電路原理圖；圖9是本發明實施例的母機射頻收發電路(MC2833D部分)的電路原理圖；圖10是本發明實施例的母機語音收發電路的電路原理圖；圖11是本發明實施例的母機存儲電路的電路原理圖；圖12是本發明實施例的母機顯示電路的電路原理圖；圖13是本發明實施例的母機鍵盤輸入電路的電路原理圖；圖14是本發明實施例的母機模數轉換電路的電路原理圖；圖15是本發明實施例的母機接口電路的電路原理圖；圖16是本發明實施例的母機電源電路的電路原理圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例，對本發明做進一步地詳細說明。
如圖1所示，本發明所述的一種帶內同頻數碼無繩電話由母機和子機兩部分組成，母機的系統電路由控制電路、數位訊號處理電路、射頻收發電路、語音收發電路、存儲電路、顯示電路、鍵盤輸入電路、模數轉換電路、接口電路以及電源電路相互電氣連接組成；子機的系統電路中沒有接口電路，其它電路部分的連接關係與母機相同。其中，控制電路分別與數位訊號處理電路、射頻收發電路、鍵盤輸入電路、電源電路相互電氣連接控制電路通過數據線和控制線分別將MCU與DSP的數據通信口和中斷口相連，實現MCU和DSP的通信和控制；控制電路通過數據線將MCU的數據通信口和射頻晶片的編程輸入控制口相連，實現MCU輸入控制射頻晶片調製收發頻率；控制電路通過數據線將MCU的數據通信口和矩形鍵盤輸入電路各個按點相連，實現MCU接收鍵盤輸入數據；控制電路通過電源線與電源電路相連。數位訊號處理電路分別與控制電路、語音收發電路、存儲電路、接口電路、顯示電路、模數轉換電路、電源電路相互電氣連接數位訊號處理電路通過數據線和控制線分別將DSP與MCU的數據通信口和中斷口相連，實現DSP和MCU的通信和控制；數位訊號處理電路通過數據線和控制線分別將DSP與語音收發晶片的數據通信口和控制口相連，實現兩者之間的數據通信以及DSP控制語音收發晶片；數位訊號處理電路通過地址線和數據線分別將DSP與存儲器晶片的地址口和數據讀寫口相連，實現兩者的數據交換；數位訊號處理電路通過數據線和控制線分別將DSP與接口晶片的數據通信口和控制口相連，實現兩者的通信以及DSP控制接口晶片；數位訊號處理電路通過數據線和控制線分別將DSP與顯示器晶片的數據通信口和控制口相連，實現DSP輸出數據到顯示器晶片以及控制顯示器晶片；數位訊號處理電路通過數據線和控制線分別將DSP與模數轉換/數模轉換晶片的數據通信口和控制口相連，實現兩者的通信以及DSP控制模數轉換/數模轉換晶片；數位訊號處理電路通過電源線與電源電路相連。射頻收發電路分別與控制電路、模數轉換電路、電源電路相互電氣連接，並通過雙工器與天線連接射頻收發電路通過數據線將射頻晶片的編程輸入控制口和MCU的數據通信口相連，實現MCU輸入控制射頻晶片選取收發信道；射頻收發電路通過數據線將射頻晶片和模數轉換/數模轉換晶片的數據通信口相連，實現兩者數據交換；射頻收發電路通過電源線與電源電路相連。
在系統初始待機檢測狀態下，MCU依次對鍵盤輸入電路，通過DSP對接口電路、射頻收發電路進行掃描檢測，以決定繼續等待還是進行相應響應，比如打電話還是接電話。一旦有通話要求，則MCU將根據外來中斷要求的類型，利用相應預設的數據進行進一步初始化工作，並啟動DSP以及其他相應電路進入通話狀態。比如，主機呼叫並與子機通話，主機MCU首先檢測到鍵盤輸入電路呼叫子機的請求，然後控制射頻收發電路和DSP協調工作，尋到並切換到一個空閒信道後，通過天線發送呼叫子機的射頻信號，在這一過程裡，一些有用的狀態信息將被存入存儲電路裡，而DSP也將一些信息送入到顯示電路顯示出來，比如信道號等。經過通信握手，如果接通後，語音收發電路也被激活，而接口電路和鍵盤電路將被程度性屏蔽。人的話音通過語音收發電路採樣量化後送入到DSP，然後通過信源編碼、信道編碼、基帶調製、打包裝幀等處理後，送入到緩衝器和DAC裡，然後在控制的時序裡送入到射頻收發電路進行射頻調製功率放大等，然後經過雙工器送入天線發送出去。而雙工器本身也接收天線進來的射頻信號，通過射頻接收發電路過濾放進自己子機的信號，經過緩衝器和ADC後，在控制時序裡送入到DSP，進行解幀解調、信道解碼、信源解碼等處理，然後送入到語音收發電路裡，再輸出到受話器裡發出語音。如果是外線與子機通話，情況類似。
如圖2左半部分所示，當電話系統加電時，母機和子機的控制電路控制各個模塊進行初始化從存儲器中讀入程序和數據到相應的片內RAM，讀完之後程序開始運行，進入系統初始待機檢測控制狀態，檢測外部中斷，準備接入電話或打出電話。檢測外部中斷包括掃描鍵盤輸入、控制數位訊號處理電路和射頻接收電路進行無線呼叫檢測、控制數位訊號處理電路與市話接口電路進行市話鈴流的監測。一旦接收到外部中斷，則系統將調用執行相應中斷服務程序，準備進入通話工作狀態。如圖2右半部分所示，控制電路控制通信過程的「建立、維持、中止」，通信建立後，進入通信維持階段，相應ADC與DAC開始工作，而數位訊號處理電路進行數位訊號收發和處理。數位訊號處理電路處理輸出的數據在控制電路控制下，以協議規定的時序經過緩衝器和DAC後，送入到話音發送電路或射頻發射電路或接口電路，而數位訊號處理電路又將在控制電路控制下，在協議規定時序裡讀取從話音接收電路或射頻接收電路或接口電路送入緩存器裡的採樣接收數據，進行處理。在通信維持過程中，控制電路還將按一定時序執行其他控制功能，如掃描鍵盤中斷鍵、控制數位訊號處理電路監測信道性能、轉換信道以接續通話、通信轉接、三方通話或根據接收幀信號信息進行一些相應控制處理等。在接收到終止通信的中斷或通信終止幀後，控制電路將控制其他電路一起來結束通信，然後進入最初的初始待機檢測控制狀態，開始下一輪的通信循環。
如圖3所示，這是母機控制電路裡MCU控制通信過程的「建立、維持、中止」的流程圖。系統初始化後，進入初始待機檢測控制狀態，MCU開始按時序輪流控制相應電路進行外部中斷檢測控制鍵盤輸入電路進行摘機(包括免提)檢測，控制射頻接收電路、模數轉換電路和數位訊號處理電路進行無線信道檢測，即子機呼叫檢測，控制接口電路和數位訊號處理電路進行鈴流，即外線呼叫檢測。
1.如果檢測到摘機中斷發生，則對鍵盤輸入電路進行按鍵掃描(1)如果檢測到是呼叫子機，則按協議選取發射信道發射呼叫信號，並開始掃描檢測接收信道信號(同時也統計呼叫次數)，如果接收信道沒有檢測到響應信號，則繼續呼叫，如果呼叫超過一定次數N，則認為呼叫失敗，系統返回到初始待機檢測狀態。如果接收信道檢測到響應信號，則接收進來解調解幀，並判斷子機身份信息是否正確，如果不正確，則繼續呼叫(最多N次)，如果正確，則發回應確認幀信號給子機，然後等待回應，如果沒有回應，則也認為呼叫失敗，系統返回到初始待機檢測狀態，如果有回應，則接收回應信號並解調解幀，如果回應不正確，則認為呼叫失敗，系統返回到初始待機檢測狀態，如果回應正確，則母機再次發回應幀信號，並開始和子機進入收發通信狀態。
(2)如果摘機後鍵盤掃描檢測到是呼叫外線，則MCU讀取電話號碼後傳輸給DSP，由DSP產生發送呼叫外線信號(雙音多頻或脈衝發號)，送入接口電路後發入外線。
(3)如果摘機後，鍵盤掃描檢測為空或不正確輸入，則認為呼叫失敗，系統返回到初始待機檢測狀態。
2.如果檢測到子機呼叫中斷發生，則接收信號進來並解調解幀，判斷子機身份的信息是否正確，如果不正確，則系統返回到初始待機檢測狀態，如果正確，按協議選取發射信道發射回應信號並等待回應(同時統計呼叫次數)，如果子機沒有回應，則母機繼續發回應幀信號，如果回應超過一定次數N，則認為通信建立失敗，系統返回到初始待機檢測狀態。如果子機有回應，則接收此回應信號進來並解調解幀，如果回應不正確，則母機繼續發回應幀(最多N次)，如果正確，則判斷幀信號信息是呼叫本機還是呼叫外線。如果是呼叫外線，則母機發回應幀信號給子機，並開始和子機進入收發通信狀態，如果不是呼叫外線，即呼叫本機，則檢測是否摘機，如果沒有摘機，則系統返回到初始待機檢測狀態，如果摘機，則母機發回應幀信號給子機，並開始和子機進入收發通信狀態。
3.如果檢測到外線呼叫中斷發生，則檢測是否摘機，如果沒有摘機，則繼續檢測是否還有外線呼叫，如果摘機，則母機和子機進入收發通信狀態。
4.如果檢測沒有中斷發生，則系統返回到初始待機檢測狀態。
系統進入收發通信狀態後，控制電路中MCU將會繼續接收中斷響應，按協議規定時序進行轉接檢測、三方通信請求檢測、掛機檢測、信道監測及接續等操作。
如果檢測到掛機中斷發生，則發終止通信的拆線幀，結束通信。
如圖4所示，這是子機控制電路裡MCU控制通信過程的「建立、維持、中止」的流程圖。系統初始化後進入初始待機檢測狀態，MCU開始按時序輪流控制相應電路進行外部中斷檢測控制鍵盤輸入電路進行主呼檢測(即是否呼叫母機或呼叫外線電話)，控制射頻接收電路，模數轉換電路，數位訊號處理電路進行無線信道檢測，即母機呼叫檢測。
1.如果檢測到母機呼叫中斷發生，則將此呼叫信號接收進來解調解幀，判斷母機身份的信息是否正確，如果不正確，則系統返回到待機檢測狀態，如果正確，則按協議選取發射信道發射回應信號，並等待回應(同時也統計呼叫次數)，如果母機沒有回應，則子機繼續發回應幀信號，如果回應超過一定次數N，則認為通信建立失敗，系統返回到初始待機檢測狀態。如果母機有回應，則接收此回應信號進來並解調解幀，如果回應不正確，則子機繼續發回應幀(最多N次)，如果正確，則子機發回應幀信號給母機，並開始和母機進入收發通信狀態。
2.如果檢測到主呼中斷發生，如果是呼叫母機，則按協議選取發射信道發射呼叫信號，並開始掃描檢測接收信道信號(同時也統計呼叫次數)，如果是呼叫外線，則MCU控制掃描鍵盤輸入電路讀取電話號碼並存儲以備用，然後同呼叫母機一樣，按協議選取發射信道發射呼叫信號，並開始掃描檢測接收信道信號(同時也統計呼叫次數)。如果接收信道沒有檢測到響應信號，則繼續呼叫，如果呼叫超過一定次數N，則認為呼叫失敗，系統返回到初始待機檢測狀態。如果接收信道檢測到響應信號，則接收進來解調解幀並判斷母機身份信息是否正確，如果不正確，則繼續呼叫(最多N次)，如果正確，則發回應確認幀信號給子機，然後等待回應，如果沒有回應，則也認為呼叫失敗，系統返回到初始待機檢測狀態，如果有回應，則接收回應信號並解調解幀，如果回應不正確，則認為呼叫失敗，系統返回到初始待機檢測狀態，如果回應正確，則母機再次發回應幀信號，並開始和子機進入收發通信狀態。
系統進入收發通信狀態後，控制電路中MCU將會繼續接收中斷響應，按協議規定時序進行轉接檢測、三方通信請求檢測、掛機檢測、信道監測及接續等操作。
如果檢測到掛機中斷發生，則發終止通信的拆線幀，結束通信。
如圖5所示，左邊是信號發的流程圖，右邊是信號收的流程圖。從左邊圖可看出基帶信號，即語音信號，經語音接收電路抽樣量化變成數位訊號後送入DSP，在DSP裡將依次進行信源壓縮編碼、信道糾錯編碼、加擾加密、組包成幀、基帶調製(由於採用軟體無線電技術，基帶調製也是由DSP完成)。將基帶調製後的數位訊號通過DAC變成模擬信號，再送至射頻模塊進行載波調製，然後發射出去。從右邊圖可看出天線接收到的高頻信號經射頻接收電路去載波後送入到ADC進行抽樣量化，得到基帶數位訊號，將此數位訊號送入DSP裡依次進行基帶解調(包括糾錯判決反饋自適應均衡處理)、解包卸幀、去擾解密、信道糾錯解碼、信源語音解碼，將最後得到的數字語音信號送入到語音發送電路(內含DAC)，轉換成模擬信號送往話筒發出語音。
在本發明的數位訊號處理程序算法裡，語音壓縮編碼採用了可變碼率模式，以適合不同誤碼性能的信道(這裡取用了5.3K、4.8K或4.0K碼率等最新的高壓縮率語音編碼)。當接收端誤碼率高時，採用碼率高些的編碼；當接收端誤碼率低時，則採用碼率低些的編碼；信道糾錯編碼採用糾錯能力很強的RS碼和卷積碼相混合，並結合循環冗餘糾錯碼(CRC)的類似級聯的聯合碼，而調製方式則採用了頻譜利用率高且誤碼性能不錯的網格編碼調製(TCM)和最新的正交頻分復用(OFDM)兩種模式；信道均衡自適應算法採用了遞歸最小二乘法(RLS)。
如圖6、7、8、9、10、11、12、13、14、15和16所示，所述控制電路由微控制器晶片MCU(PIC16CXXX序列)及相應外圍配置電路組成；所述數位訊號處理電路由數位訊號處理器晶片DSP(TMS320LC54X序列)及相應外圍配置電路組成；所述存儲電路由28F640J5晶片通過相應外圍配置電路組成，用於存儲初始化的程序和數據以及通信過程中往來於話音接口和無線接口的數據；所述顯示電路由MSC5301B-01晶片通過相應外圍配置電路組成，通過驅動64×16的LCD實現顯示功能；所述鍵盤輸入電路由矩形4×4按鍵通過MCU中斷接口及相應外圍配置電路連接組成，它由MCU中斷接口接收鍵盤輸入響應；所述語音收發電路由AD1847晶片通過相應外圍配置電路組成，AD1847可實現數模雙向轉換，且內部已有足夠大的緩衝器用於緩存數據以配合DSP的數據採集和處理；所述射頻收發電路由MC13110AFB晶片和MC2833D晶片通過相應外圍配置電路組成，其晶片內的頻率合成器可由MCU進行控制調節以實現信道的選取轉接；所述無線接口處的模數轉換電路分別採用ADS7815U晶片和PCM55JP晶片，並通過相應外圍配置電路組成。它們分別是單路16位的A/D轉換器晶片和D/A轉換器晶片，為了系統速率的匹配，還採用了四塊74LS373晶片連成兩個16位的緩衝器，以配合DSP的數據接收和處理；所述電源電路由分立元件構成；所述接口電路由SC33120晶片及相應外圍配置電路組成。
下面對上述電路做進一步具體描述控制電路PIC16C73B的2～5腳(RA0～RA3)分別和TMS320LC549的64～67腳(INT0～INT3)相連，用中斷控制TMS320LC549的操作17腳(RC6)輸出系統復位信號控制各個晶片復位。PIC16C73B的14腳(RC3)、15腳(RC4)和16腳(RC5)分別和TMS320LC549的48腳(BCLKX0)、53腳(BFSX0)和25腳(IOSTRB)相連，用於兩者之間數據串行通信。PIC16C73B的11腳(RC0)、12腳(RC1)、13腳(RC2)、6腳(RA4)、7腳(RA5)和17腳(RC7)分別與MC13110AFB的9腳(Data)、10腳(EN)、11腳(Clk)、16腳(BD2 Out)、14腳(BD1Out)和13腳(CD Out)相連，使MCU可以對MC13110AFB進行輸入編程控制、接收反饋、控制無線信道的選取變換。PIC16C73B的21～28腳(RB0～RB7)和鍵盤輸入電路4×4矩陣線相連，用於接收鍵盤輸入中斷。
數位訊號處理電路TMS320LC549的地址輸出選擇端A0～A21和存儲器28F640J5的地址選擇端A0～A21相連，TMS320LC549的數據I/O端的D0～D15和存儲器28F640J5的數據I/O端的DQ0～DQ15相連，23腳(R/W)輸出利用非門可得到兩個信號，分別控制28F640J5的21腳(OE)和22腳(WE)用於區分讀或寫數據。MS320LC549的22腳(IS)、71腳(BCLKX1)、73腳(BFSX1)分別與MSC5301B-01的37腳(BLK)、35腳(SCK)、34腳(SI)相連，用於控制以幀的形式下，按時序輸入要顯示的數據給MSC5301B。
射頻收發電路天線(RF Input)接收到的信號經過雙工器DUPLEXER的1腳(Rx)，輸出到MPSH10作高頻放大，然後經過8519N抽頭變壓後，送到MC13110AFB的38和39腳(Mix1 In1和Mix1 In2)，MC13110AFB的37、36和34腳(Mix1 Out、GndRF和Mix2 In2)外接10.695Mhz的晶振，35、33和32腳(Mix2 Out、SGnd RF和Lim In)外接455Khz的晶振，高頻信號經過兩次變頻後(先變到中頻，再變到基帶低頻)，然後從44腳(SA Out)輸出基帶模擬信號，送入到ADS7815U(28)的1腳(VIN)進行模數轉換。從TMS320LC549輸出的基帶數位訊號，經過緩衝器送入到PCM55JP(24)進行數模轉換，輸出的模擬基帶信號送入到MC13110AFB的21腳(Tx In)進行中頻調製等處理，然後從17腳(TX Out)輸出中頻調製信號到MC2833D的3腳(Modulator In)進行射頻調製，然後在9腳(Tr1 Collector)輸出射頻調製信號，經過13630抽頭變壓後，送入到雙工器DUPLEXER的5腳(Tx)，最後送入天線發送出去。MC13110AFB的9腳(Data)、10腳(EN)、11腳(Clk)分別與PIC16C73B的11腳(RC0)、12腳(RC1)、13(RC2)腳相連，使PIC16C73B可以對MC13110AFB進行輸入編程，控制無線信道的選取變換。
語音收發電路語音模擬信號通過麥克風和放大後，送到AD1847的17腳(L_Line1)和腳23(R_Line1)，然後經過抽樣量化等處理後，得到的數位訊號由5腳(SDO)輸出到TMS320LC549的35腳(BDR1)，進行信源編碼信道編碼等處理，而接收的信號在TMS320LC549裡處理後，由74腳(BDX1)輸出到AD1847的4腳(SDI)，然後數模變換成模擬信號，由28腳(R_Out)和30腳(L_Out)輸出到揚聲器發出聲音。AD1847的1腳(SCLK)和6腳(SDFS)分別和TMS320LC549的36腳(BFSR1)和38腳(BCLKR1)相連，使得AD1847與TMS320LC549的數據通信以幀的形式在時序控制下進行。
存儲電路存儲器28F640J5的地址選擇端A0～A21和TMS320LC549的地址輸出選擇端A0～A21相連，存儲器28F640J5的數據I/O端的DQ0～DQ15和TMS320LC549的數據I/O端的D0～D15相連，28F640J5的21腳(OE)和22腳(WE)分別由TMS320LC549的23腳(R/W)輸出利用非門得到的兩個信號，控制用於區分讀或寫數據。
顯示電路MSC5301B-01的37腳(BLK)、35腳(SCK)、34腳(SI)分別與TMS320LC549的22腳(IS)、71腳(BCLKX1)、73腳(BFSX1)相連，以幀的形式按時序控制獲得來自TMS320LC549用於顯示的數據。而MSC5301B的S0～S63腳和C0～C15腳組成64×16點陣，輸入驅動LCD(64×16)進行顯示。
鍵盤輸入電路4×4點陣與PIC16C73B的21～28腳(RB0～RB7)線相連，將按鍵動作以中斷的方式發給PIC16C73B。
模數/數模轉換電路ADC為ADS7815U(28)，它的26腳(/BUSY)與緩衝器74HC574的11腳(/OC)相連，用於控制讀寫的時刻。DAC為PCM55JP(24)，4個緩衝器74HC574的1腳(/OC)兩兩與DSP的20腳(PS)和21腳(DS)相連，使得DSP可以控制時序對緩衝器進行讀寫操作。
接口電路SC33120的5腳(Rsi)和16腳(Tsi)分別和外線(二線)相連，負責收和發。而SC33120的10腳(Vfri)、11腳(Vfto)、12腳(PDN)、13腳(HSO1)分別與TMS320LC549的45腳(BDR0)、59腳(BDX0)、41腳(BCLKR0)、43腳(BFSR0)相連，使得兩者之間可以進行數據通信。
電源電路採用分立元件組合構成，產生各個所需的電壓，以使得整個系統正常工作。
子機的電路只比母機少了接口電路，其他相同。
本發明實施例由於是基於數位化設計，可以方便的進行功能擴展，具有功能多，保密性，抗幹擾性，體積小等優點，是目前45～48MHZ頻段模擬無繩電話很好的替代產品。本發明實施例集語音壓縮、數字調製解調、抗幹擾糾錯、信道均衡、錯誤隱藏、軟體無線電等多種數字信息處理技術於一體，能夠在我國模擬無繩電話頻帶範圍內達到高的通話質量。
權利要求
1.一種帶內同頻數碼無繩電話，由母機和子機兩部分組成，母機的系統電路由控制電路、數位訊號處理電路、射頻收發電路、語音收發電路、存儲電路、顯示電路、鍵盤輸入電路、模數轉換電路、接口電路以及電源電路相互電氣連接組成；子機的系統電路由控制電路、數位訊號處理電路、射頻收發電路、語音收發電路、存儲電路、顯示電路、鍵盤輸入電路、模數轉換電路以及電源電路相互電氣連接組成，其特徵是，在母機的電路中，控制電路分別與數位訊號處理電路、射頻收發電路、鍵盤輸入電路、電源電路相互電氣連接，數位訊號處理電路分別與控制電路、語音收發電路、存儲電路、接口電路、顯示電路、模數轉換電路，電源電路相互電氣連接，射頻收發電路分別與控制電路、模數轉換電路、電源電路相互電氣連接，並通過雙工器與天線連接；子機的電路中沒有接口電路，其它電路部分的連接關係與母機相同。
2.根據權利要求1所述的一種帶內同頻數碼無繩電話，其特徵是，所述控制電路可由「微控制器晶片」MCU及相應外圍配置電路組成。
3.根據權利要求1所述的一種帶內同頻數碼無繩電話，其特徵是，所述數位訊號處理電路可由「數位訊號處理器晶片」DSP及相應外圍配置電路組成。
4.根據權利要求1所述的一種帶內同頻數碼無繩電話，其特徵是，所述射頻收發電路可由專用於45/48MHz頻段內的「射頻晶片」通過相應外圍配置電路組成。
5.根據權利要求1所述的一種帶內同頻數碼無繩電話，其特徵是，所述語音收發電路由「語音收發晶片」通過相應外圍配置電路組成。
6.一種帶內同頻數碼無繩電話實現系統運作的方法，其特徵是，採用下列步驟當電話系統加電啟動時，母機/子機的控制電路控制各個電路進行初始化然後進入初始待機檢測控制狀態，檢測外部中斷，準備接入電話或打出電話；當接收到外部中斷，則控制電路將控制系統去調用執行相應中斷服務程序，按照通信握手協議，執行通信鏈路建立過程，以確定能否建立起通信鏈路；當通信鏈路成功建立並進入通話工作狀態後，相應的電路也開始工作，控制電路控制通信的維持和完成其他一些控制功能，而數位訊號處理電路則在控制電路的控制下進行數位訊號收發和處理；當接收到終止通信的中斷或通信終止幀後，控制電路將控制其他電路一起結束通信，然後進入最初的初始待機檢測控制狀態，開始下一輪通信循環。
7.根據權利要求6所述的一種帶內同頻數碼無繩電話實現系統運作的方法，其特徵是，所述控制電路中微控制器晶片MCU控制系統的方法，採用下列步驟當電話系統加電啟動時，MCU控制各個電路進行初始化工作從存儲器中讀入程序和數據到相應的片內RAM，讀完之後程序開始運行，進入初始待機檢測控制狀態，檢測外部中斷外線鈴流檢測、摘機檢測、無線信道呼叫檢測，準備接入電話或打出電話；當接收到外部中斷，MCU將控制系統去調用執行相應中斷服務程序，進行鍵盤掃描，信道掃描監測，按照通信握手協議，執行通信鏈路建立過程，以確定能否建立起通信鏈路；當通信鏈路成功建立進入通話工作狀態後，MCU控制通信的維持，除了控制維持通信外，MCU還將按協議規定的時序執行其他控制功能，包括掃描鍵盤中斷鍵、控制數位訊號處理電路監測信道性能、轉換信道以接續通話、通信轉接、三方通話以及根據接收由數位訊號處理電路和射頻收發電路反饋的信號信息進行一些相應控制處理；當接收到終止通信的中斷或通信終止幀後，MCU將控制其他電路一起結束通信，然後進入最初的初始待機檢測控制狀態，開始下一輪的通信循環。
8.根據權利要求6所述的一種帶內同頻數碼無繩電話實現系統運作的方法，其特徵是，所述數位訊號處理電路中數位訊號處理晶片DSP的數位訊號處理方法，採用下列步驟在初始待機檢測控制狀態時，DSP由控制電路控制完成外線鈴流檢測、無線信道呼叫檢測，並將檢測信息反饋給控制電路；在通信建立階段時，DSP由控制電路控制完成用於建立通信鏈路的一序列的幀信號的收發，並將收發情況反饋給控制電路；在通信維持階段時，DSP由控制電路控制以協議規定的時序完成數位訊號的收發和處理，其中，收發過程是DSP處理輸出的數據經過緩衝器和DAC後送入到話音發送電路或射頻發射電路或接口電路，而DSP又將讀取從話音接收電路或射頻接收電路或接口電路通過ADC送入緩存器裡的採樣接收數據進來處理；處理過程是DSP完成發送方向的數位訊號的信源編碼、信道編碼、加擾加密、打包成幀、數字濾波、數字調製以及接收方向的數位訊號的數字解調、數字濾波、解包卸幀、去擾解密、信道解碼、信源解碼；在通信終止階段時，DSP由控制電路控制完成用於終止通信鏈路的一序列的幀信號的收發，並將收發情況反饋給控制電路。
9.根據權利要求7所述的一種帶內同頻數碼無繩電話實現系統運作的方法，其特徵是，MCU還在各個通信狀態中按協議規定的時序，進行存儲電話號碼、省電機制、免提控制、靜音、重撥等中斷的掃描和響應。
10.根據權利要求8所述的一種帶內同頻數碼無繩電話實現系統運作的方法，其特徵是，DSP還在MCU的控制下在協議規定時序裡分別與存儲電路進行數據存儲或讀取；傳送數據至顯示電路顯示。
全文摘要
本發明是一種帶內同頻數碼無繩電話，由母機和子機兩部分組成，其電路部分由控制電路、數位訊號處理電路、射頻收發電路、語音收發電路、存儲電路、顯示電路、鍵盤輸入電路、模數轉換電路、接口電路以及電源電路相互電氣連接組成。本發明採用和我國現有模擬無繩電話相同的頻帶，可節約寶貴的頻譜資源，對所需元器件及生產測試設備的要求也大大降低，成本低。本發明綜合語音編碼、信道編碼、數字調製解調、數字信道均衡等最新數位訊號處理技術於一體，並採用單片集成電路晶片實現，具有通話質量好、頻譜利用率高，抗幹擾性強、保密性好、產品更新換代及功能擴展容易的優點，可以和第三代移動通信體系兼容。
文檔編號H04M1/725GK1413005SQ0215203
公開日2003年4月23日 申請日期2002年11月25日 優先權日2002年11月25日
發明者韋崗, 劉學斌, 陳芳炯 申請人:華南理工大學