專利名稱：機動車輛擴頻碼分多址和時分輪詢的通信方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種機動車輛擴頻碼分多址和時分輪詢的通信方法，特別是指一種采用擴頻碼分多址的方法發(fā)射該機動車輛的位置信息，利用時分輪詢的方式接收該機動車輛的位置信息的方法。
機動車輛在行駛過程中基本上處于一種隨機的狀態(tài)。由于交通部門、公安系統(tǒng)、機動車輛運營單位在機動車輛離開其駐地后無法實時地掌握其具體的位置，所以也就無法具體地跟蹤機動車輛的活動、指導機動車輛的行車路線，甚至在發(fā)生緊急情況或異常情況時及時采取措施。
例如一些不法份子偷竊、搶劫、綁架機動車輛駕駛?cè)藛T時不能及時通訊或發(fā)現(xiàn)，則會進一步對機動車輛駕駛?cè)藛T的生命和財產(chǎn)造成重大的危害。
為了切實保護好機動車輛駕駛?cè)藛T的生命和財產(chǎn)；為了有效地引導機動車輛的運行，盡量避免交通堵塞；為了及時地了解每輛機動車輛的行駛狀況和司機的工作狀況；交通部門、公安系統(tǒng)、機動車輛公司在機動車輛離開駐地后必須能隨時掌握它的具體位置，以便能隨時跟蹤它的行進路線，能隨時與駕駛?cè)藛T保持聯(lián)系。
為了解決上述的問題，可以在機動車輛上安裝對講機、全球定位系統(tǒng)(Global Position System，以下簡稱為GPS)和報警設備，以加強總臺與駕駛?cè)藛T或駕駛?cè)藛T之間的聯(lián)系。但是，無線電頻段是最寶貴的資源之一，各城市的無線電管理部門分配給機動車輛行業(yè)的頻段很少，一般都只有一兩個頻點。因此，數(shù)以千計的機動車輛只能共用一兩個頻點，必然會由此產(chǎn)生同頻干擾、遠近干擾和多徑干擾等一系列問題。如果不采取一定的技術(shù)手段加以解決，交通管制中心、公安系統(tǒng)的監(jiān)視中心和各機動車輛公司的服務總臺接收到的只能是一片噪聲，根本無法分辨出是哪一輛機動車輛發(fā)來的信號。所以必須將每輛機動車輛上的電臺區(qū)分出來，必須將每部電臺發(fā)送的內(nèi)容清晰地鑒別出來；否則，真正發(fā)生問題時，則會產(chǎn)生嚴重的后果。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種機動車輛擴頻碼分多址和時分輪詢的通信方法，通過時分輪詢方法對所有移動發(fā)射機進行周期性的巡檢，確保對每輛機動車輛所發(fā)送數(shù)據(jù)的區(qū)分。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種機動車輛擴頻碼分多址和時分輪詢的通信方法，能在突發(fā)緊急情況時自動跟蹤報警車輛，即時提供報警車輛的信息，并且，在接收報警信息的同時，不影響其它車輛的位置信息的采集。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種機動車輛擴頻碼分多址和時分輪詢的通信方法，使得機動車輛的實時跟蹤和通訊的系統(tǒng)簡潔、開放、高效并且價格低廉。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種機動車輛擴頻碼分多址和時分輪詢的通信方法，機動車輛上的發(fā)射機以擴頻碼分多址的方法發(fā)射該機動車輛的位置信息，接收機采用時分輪詢的方式巡檢各發(fā)射機發(fā)射的信號獲得機動車輛的位置信息。
機動車輛的位置信息由安裝在機動車輛上的GPS接收機采集。
所述的發(fā)射機為一個或一個以上，其至少由數(shù)據(jù)采集模塊、信源信道編碼模塊、擴頻模塊和載波調(diào)制模塊構(gòu)成，其發(fā)射機動車輛的位置信息的步驟為1、數(shù)據(jù)采集模塊采集接收GPS數(shù)據(jù)，并進行二進制轉(zhuǎn)換，然后將該數(shù)據(jù)輸出到信源信道編碼模塊；2、信源信道編碼模塊對該數(shù)據(jù)進行糾錯編碼、卷積編碼和交織編碼，然后再輸出到擴頻模塊；3、擴頻模塊將輸入的數(shù)據(jù)與分配給該機動車輛的特定擴頻偽碼疊加，將其擴展成1.024MPS的數(shù)據(jù)流，然后再將該數(shù)據(jù)流輸出到載波調(diào)制模塊進行八分之一圓周角的相位調(diào)制；4、最后將載波調(diào)制好的數(shù)據(jù)經(jīng)發(fā)射模塊發(fā)射。
機動車輛的GPS接收機和發(fā)射機采用連續(xù)工作方式不間斷地發(fā)射該機動車輛的位置信息。
所述的接收機為一個或一個以上，其至少由載波解調(diào)模塊、解擴模塊及信源信道譯碼模塊構(gòu)成，其接收機動車輛的位置信息的步驟為11、由發(fā)射機發(fā)射的機動車輛位置信息的信號由載波解調(diào)模塊解調(diào)；12、解擴模塊將解調(diào)的信息進行擴頻偽碼的解擴；13、信源信道譯碼模塊對解擴的信息進行譯碼，分離出該輛機動車輛的位置信息。
接收機動車輛的位置信息的步驟為還包括將該機動車輛的位置信息輸出到顯示裝置顯示或儲存在記錄裝置之中。
在上面所述的步驟12中，接收機解擴機動車輛的位置信息的具體方法為位于接收端的控制設備按時段為解擴模塊提供各不相同的擴頻偽碼；解擴模塊利用該擴頻偽碼對在該時段進入解擴模塊的數(shù)據(jù)流進行解擴，獲得具有該擴頻偽碼的機動車輛的位置信息。
一種機動車輛報警信息的采集和跟蹤的方法，報警車輛根據(jù)上述的機動車輛擴頻碼分多址和時分輪詢的通信方法發(fā)射報警信息，具體的步驟為發(fā)射機首先發(fā)射帶有該報警車輛擴頻偽碼的報警呼叫信號，然后不間斷地發(fā)射該報警車輛的位置信息；接收機根據(jù)上述的機動車輛擴頻碼分多址和時分輪詢的通信方法接收報警信息，具體的的步驟為接收機接到報警車輛的報警呼叫信號后，控制設備立即將該報警車輛的擴頻偽碼提供給跟蹤電臺，并且將該報警車輛的擴頻偽碼從巡檢序列中刪除；跟蹤電臺不間斷收集該報警車輛的位置信息，并將該位置信息輸入顯示并存儲。
本發(fā)明通過機動車輛擴頻碼分多址和時分輪詢的通信方法，在同頻的條件下就可以區(qū)分出每臺機動車輛上的電臺所發(fā)送的位置信息，通過時分輪詢方法對所有移動發(fā)射機進行周期性的巡檢，確保了對每輛機動車輛所發(fā)送數(shù)據(jù)的區(qū)分；在突發(fā)緊急情況時，可以自動跟蹤報警車輛，即時提供報警車輛的信息，并且，在接收報警信息的同時，不影響其它車輛的位置信息的采集；本發(fā)明使得機動車輛的實時跟蹤和通訊的系統(tǒng)簡潔、開放、高效并且價格低廉。
圖2為本發(fā)明發(fā)射機的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明接收機的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明發(fā)射數(shù)據(jù)的流程圖。
圖5為本發(fā)明接收數(shù)據(jù)的流程圖。
獲取機動車輛的位置信息最有效，最可行，最經(jīng)濟的辦法就是利用GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)來實現(xiàn)。目前，全球上空已布置好了定位衛(wèi)星網(wǎng)，可根據(jù)它們所發(fā)射的定位信息準確地確定接收點到該定位衛(wèi)星的距離，一旦確定了每顆定位衛(wèi)星和接收點的距離，就可以計算出接收點的經(jīng)度、緯度和海拔高度三個位置參數(shù)；因此，可以由安裝在機動車輛上的GPS接收機采集來自不同GPS衛(wèi)星的定位信號。
由于頻段是最寶貴的無線電資源之一，所以各城市的無線電管理機構(gòu)分配給用于機動車輛管理的頻段很少。而大量的機動車輛共用一、兩個頻點，各車輛上的電臺必然會相互干擾，結(jié)果在相應的管制中心、系統(tǒng)的監(jiān)視中心以及各機動車輛服務總臺得到的只能是一片噪聲，根本分辨不出是那一輛車發(fā)來的信號。所以必須將每輛車上的電臺區(qū)分出來，從而將每部電臺發(fā)送的內(nèi)容清晰地鑒別出來。
為了能使所有的機動車輛在一個頻點上保持良好的通訊，可采用同頻內(nèi)的碼分多址技術(shù)，即擴頻碼分多址技術(shù)來實現(xiàn)。
參見圖2、圖4，具體的實現(xiàn)方法是由數(shù)據(jù)采集模塊、信源信道編碼模塊、擴頻模塊和載波調(diào)制模塊，構(gòu)成擴頻數(shù)傳發(fā)射臺。它的工作過程包括當某車輛的GPS接收機確定了該車輛的位置參數(shù)時，車上的數(shù)據(jù)采集模塊就將這些參數(shù)采集進來，并進行二進制轉(zhuǎn)換，然后輸出到信源信道編碼模塊。這些數(shù)據(jù)由信源信道編碼模塊進行糾錯編碼、卷積編碼和交織編碼后，再輸出到擴頻模塊中。在該擴頻模塊中，所采集的數(shù)據(jù)與分配給該車輛特定的擴頻偽碼疊加，使它們擴展成1.024MPS的數(shù)據(jù)流。此數(shù)據(jù)流再進入載波調(diào)制模塊，進行八分之一圓周相位調(diào)制，最后由發(fā)射模塊發(fā)射出去。
參見圖3、圖5，當無線電波傳輸?shù)焦苤浦行?、系統(tǒng)的監(jiān)視中心以及各機動車輛服務總臺時，經(jīng)過天線后被濾波和放大，再進入由載波解調(diào)模塊、解擴模塊、信源信道解碼模塊和數(shù)據(jù)處理和顯示模塊構(gòu)成的解擴數(shù)傳接收臺。進入載波解調(diào)模塊的信號被解調(diào)后，再進入解擴模塊，進行擴頻碼的解擴。解擴后的信號再進入信源信道譯碼模塊，進行解交織，解卷積，解糾錯等項譯碼過程，最終分離出來該車輛發(fā)來的位置信號，使該車輛的位置信息可以輸出進行顯示或儲存在多通道記錄儀中。
為確保管制中心、系統(tǒng)的監(jiān)視中心以及各機動車輛服務總臺能不斷地接收到每輛出租汽車的位置參數(shù)，每臺機動車輛的GPS接收機和擴頻數(shù)傳發(fā)射機都必須不斷地發(fā)射本車的位置信息。
為了能同時接收大量的大量的車輛發(fā)射的位置參數(shù)，可通過時分輪詢的方法對所有移動發(fā)射機進行周期性的巡檢，來確保對每臺車輛所發(fā)送數(shù)據(jù)的區(qū)分；具體的做法如下管制中心、系統(tǒng)的監(jiān)視中心以及各機動車輛服務總臺的控制設備將1秒鐘分成多個時暇(時間小段)，在每個時暇中都提供一個獨特的擴頻偽碼到解擴接收臺的解擴模塊中；解擴模塊利用該擴頻偽碼對在該時段進入解擴模塊的數(shù)據(jù)流進行解擴，以獲得具有該擴頻偽碼的機動車輛的位置信息。因為每輛車只有一個獨特的擴頻偽碼，根據(jù)正交理論和偽碼的相關(guān)特性以及實驗驗證，兩個偽碼稍有不同，就不可能將信息從彼此的擴頻碼中解擴出來。因此從數(shù)據(jù)流中解擴出來的數(shù)據(jù)只能是該擴頻偽碼持有車的，絕不可能與其他車輛混肴。
解擴數(shù)傳接收機輸出的位置參數(shù)可以立即被與其相連接的計算機輸入到數(shù)據(jù)庫中該車輛的信息欄里，在該處可以存儲該車的車牌號、發(fā)動機號碼、車類、車型、顏色、司機姓名、性別......等各類信息，只要操作工作人員發(fā)出指令即可調(diào)出，并將該車輛位置和行駛路線顯示在具有電子地圖背景的屏幕上。
利用分時輪詢的方法查詢所有的車輛僅需要非常短的時間，因此用分時輪詢的方式獲取所有車輛的位置信息誤差不大，而且該誤差不會累積。如果連續(xù)巡檢，則可以清晰地得到每輛車的行駛路線和行駛速度。
本發(fā)明的特點是移動通訊的兩端都只有半個電臺。即車輛上只有作為發(fā)射部分的擴頻數(shù)傳發(fā)射臺；在管制中心、系統(tǒng)的監(jiān)視中心以及各機動車輛服務總臺只設有作為接收部分的解擴數(shù)傳接收臺。如果需要從管制中心、系統(tǒng)的監(jiān)視中心以及各機動車輛服務總臺回傳通訊信息到各個機動車輛時，則可利用公用通訊系統(tǒng)把信息和指示傳遞到安裝在車輛上的接收機(如傳呼機)內(nèi)，并顯示出來；因此，本發(fā)明的優(yōu)點是簡潔、開放、高效和價格低廉。
本發(fā)明的一種具體應用就是接收出租車緊急報警和自動跟蹤報警出租車。如果某出租汽車司機遇到緊急情況需要報警，只要出租車司機按下緊急呼叫鍵，該車載發(fā)射機則將一警報特定碼(如一長串零碼，000000)與被本車獨特的偽碼擴頻后立即發(fā)射出去。此后，車上的發(fā)射機將不停地發(fā)射車上GPS測出的位置參數(shù)。
交通管制中心、公安局的監(jiān)視中心和各出租汽車公司的服務總臺的監(jiān)視電臺接到該緊急呼叫信號后，立即通知監(jiān)視中心的主控計算機將該出租汽車的擴頻偽碼提供給跟蹤電臺，并且將該車持有的獨特偽碼從巡檢序列中刪除。與此同時，主控計算機還可將該車信息欄中的所有資料調(diào)出，顯示或打印。這時跟蹤電臺將不斷收集報警出租車的位置參數(shù)，主控計算機不斷指示數(shù)據(jù)處理計算機把它顯示在具有電子地圖背景的屏幕上，并輸入存儲器中。
這樣，在接受某車的報警同時，并不影響對其它車輛的位置參數(shù)采集。如果同時發(fā)生幾啟報警，交通管制中心、公安局的監(jiān)視中心和各出租汽車公司服務總臺只需要多設立幾個承擔跟蹤任務電臺和計算機即可。因此，本發(fā)明既能完成城市所有出租車的行駛路線和行駛速度的檢測，又能在突發(fā)緊急情況時自動跟蹤報警車輛，及時提供報警車輛的檔案。
權(quán)利要求
1.一種機動車輛擴頻碼分多址和時分輪詢的通信方法，其特征在于機動車輛上的發(fā)射機以擴頻碼分多址的方法發(fā)射該機動車輛的位置信息，接收機采用時分輪詢的方式巡檢各發(fā)射機發(fā)射的信號，獲得機動車輛的位置信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機動車輛擴頻碼分多址和時分輪詢的通信方法，其特征在于機動車輛的位置信息由安裝在機動車輛上的GPS接收機采集。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機動車輛擴頻碼分多址和時分輪詢的通信方法，其特征在于所述的發(fā)射機為一個或一個以上，其至少由數(shù)據(jù)采集模塊、信源信道編碼模塊、擴頻模塊和載波調(diào)制模塊構(gòu)成，其發(fā)射機動車輛的位置信息的步驟為a、數(shù)據(jù)采集模塊采集接收GPS數(shù)據(jù)，并進行二進制轉(zhuǎn)換，然后將該數(shù)據(jù)輸出到信源信道編碼模塊；b、信源信道編碼模塊對該數(shù)據(jù)進行糾錯編碼、卷積編碼和交織編碼，然后再輸出到擴頻模塊；c、擴頻模塊將輸入的數(shù)據(jù)與分配給該機動車輛的特定擴頻偽碼疊加，將其擴展成1.024MPS的數(shù)據(jù)流，然后再將該數(shù)據(jù)流輸出到載波調(diào)制模塊進行八分之一圓周角的相位調(diào)制；d、最后將載波調(diào)制好的數(shù)據(jù)經(jīng)發(fā)射模塊發(fā)射。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3所述的機動車輛擴頻碼分多址和時分輪詢的通信方法，其特征在于機動車輛的GPS接收機和發(fā)射機采用連續(xù)工作方式不間斷地發(fā)射該機動車輛的位置信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機動車輛擴頻碼分多址和時分輪詢的通信方法，其特征在于所述的接收機為一個或一個以上，其至少由載波解調(diào)模塊、解擴模塊及信源信道譯碼模塊構(gòu)成，其接收機動車輛的位置信息的步驟為a、由發(fā)射機發(fā)射的機動車輛位置信息的信號由載波解調(diào)模塊解調(diào)；b、解擴模塊將解調(diào)的信息進行擴頻偽碼的解擴；c、信源信道譯碼模塊對解擴的信息進行譯碼，分離出該輛機動車輛的位置信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機動車輛擴頻碼分多址和時分輪詢的通信方法，其特征在于接收機動車輛的位置信息的步驟為還包括將該機動車輛的位置信息輸出到顯示裝置顯示或儲存在記錄裝置之中。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機動車輛擴頻碼分多址和時分輪詢的通信方法，其特征在于在步驟b中，接收機解擴機動車輛的位置信息的具體方法為位于接收端的控制設備按時段為解擴模塊提供各不相同的擴頻偽碼；解擴模塊利用該擴頻偽碼對在該時段進入解擴模塊的數(shù)據(jù)流進行解擴，獲得具有該擴頻偽碼的機動車輛的位置信息。
8.一種機動車輛報警信息的采集和跟蹤的方法，其特征在于報警車輛根據(jù)上述的機動車輛擴頻碼分多址和時分輪詢的通信方法發(fā)射報警信息，具體的步驟為發(fā)射機首先發(fā)射帶有該報警車輛擴頻偽碼的報警呼叫信號，然后不間斷地發(fā)射該報警車輛的位置信息；接收機根據(jù)上述的機動車輛擴頻碼分多址和時分輪詢的通信方法接收報警信息，具體的的步驟為接收機接到報警車輛的報警呼叫信號后，控制設備立即將該報警車輛的擴頻偽碼提供給跟蹤電臺，并且將該報警車輛的擴頻偽碼從巡檢序列中刪除；跟蹤電臺不間斷收集該報警車輛的位置信息，并將該位置信息輸入顯示并存儲。
全文摘要
一種機動車輛擴頻碼分多址和時分輪詢的通信方法，機動車輛上的發(fā)射機以擴頻碼分多址的方法發(fā)射該機動車輛的位置信息，接收機采用時分輪詢的方式巡檢各發(fā)射機發(fā)射的信號，獲得機動車輛的位置信息；在同頻條件下可區(qū)分各機動車輛的位置信息，確保了對數(shù)據(jù)的區(qū)分；在緊急情況時，可自動跟蹤報警車輛，提供報警車輛信息，并在接收報警信息的同時，不影響其它車輛位置信息采集；使機動車輛的實時跟蹤的系統(tǒng)簡潔、開放、高效且價格低廉。
文檔編號G01S3/02GK1410299SQ0113135
公開日2003年4月16日 申請日期2001年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月28日
發(fā)明者林星山, 查光明, 張德福 申請人:保利通信公司