專利名稱：一種基于無線擴頻技術的傳輸模塊的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及擴頻通信技術，尤其涉及一種基于無線擴頻技術的傳輸模塊。
背景技術：
發(fā)生重大的生產(chǎn)安全事故后，事故現(xiàn)場的實際情況將是各級有關領導實施指揮搶救救援的第一手決策依據(jù)。由于缺少有效的現(xiàn)場信息傳遞和溝通指揮系統(tǒng)，各級有關領導大多是依靠語音信息進行指揮，或者是匆匆趕赴事故現(xiàn)場實施指揮，從而極有可能耽誤了事故初發(fā)時期采取有效措施實施組織救援的寶貴時間。同時，由于事故現(xiàn)場不同方位、場所之間的信息溝通不便，即使在事故現(xiàn)場組織指揮工作，也可能出現(xiàn)延誤和混亂，無法實施高效率的組織救援。因此，在發(fā)生重大生產(chǎn)安全事故的搶險救援中使用有效的信息系統(tǒng)，使指揮機關迅速了解現(xiàn)場情況，合理調度和使用人力、物力資源，集中后方領導及專家的智慧指導搶險救援工作，有著十分重要的意義。 目前，為了對重大事故現(xiàn)場的實時情況圖像進行傳輸，通常是采用衛(wèi)星轉播、直升機機載微波轉播、點對點擴頻微波、交通監(jiān)控探頭等方式，將視頻、音頻、數(shù)據(jù)等信息傳送到指揮中心。其中，衛(wèi)星轉播需要臨時租用線路，對于某些突發(fā)的重大事故，通常都無法即時地采用這種方式直升機微波轉播需要直升機接受任務后待命升空，所需時間較多，且耗資巨大現(xiàn)有點對點擴頻微波均采用2. 4G頻段，其信號衰落嚴重，較難穿透建筑物，并且其波束很窄，發(fā)送和接收天線需要準確定向，安裝、架設、使用極不方便；而固定監(jiān)控探頭是預先安裝在特定位置的，其靈活機動性不足，不能拍攝到現(xiàn)場各點的情況?？梢?，現(xiàn)有技術中的上述方式都不能滿足對突發(fā)重大事故現(xiàn)場的情況進行實時圖像傳輸?shù)男枰?br>
實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術的上述缺陷，本實用新型為解決現(xiàn)有圖像傳輸技術不能滿足對突發(fā)重大事故現(xiàn)場的情況進行實時圖像傳輸需要的問題，提供了一種基于無線擴頻技術的傳輸模塊，該模塊成本低、使用方便，可提高搶險救災等工作的效率。為實現(xiàn)上述目的，所述基于無線擴頻技術的傳輸模塊，包括發(fā)射部分、接收部分、收發(fā)轉換單元、一個數(shù)字接口和用來控制模塊操作的主控模塊，其特點是，所述發(fā)射部分包括擴頻調制電路、調制電路、發(fā)射端變頻電路、高頻功率放大器和發(fā)射端帶通濾波器；輸入的視頻信號預先經(jīng)過信息調制變?yōu)閿?shù)字基帶信號，通過數(shù)字接口提供給擴頻調制電路，在擴頻調制電路中用擴頻碼執(zhí)行擴頻調制，然后提供給調制電路調制成中頻信號，用發(fā)射端變頻電路將這一中頻信號變頻為射頻信號，發(fā)射端變頻電路輸出的射頻信號經(jīng)過高頻功率放大器和發(fā)射端帶通濾波器處理后將限帶的射頻信號提供給收發(fā)轉換單元，再經(jīng)由發(fā)射天線發(fā)射出去；并且，所述接收部分包括低噪聲功率放大器、接收端帶通濾波器、接收端變頻電路、中頻放大器、解調電路和解擴頻調制電路；經(jīng)接收天線接收到的信號通過收發(fā)轉換單元依次提供給低噪聲功率放大器和接收端帶通濾波器，從接收端帶通濾波器輸出的限帶的信號經(jīng)過接收端變頻電路變成中頻信號后提供給中頻放大器，解調電路將中頻放大器輸出的信號解調成數(shù)字信號，最后由解擴頻調制電路執(zhí)行解擴處理，還原成數(shù)字基帶信號提供給連接到用戶設備上的數(shù)字接口。優(yōu)選的是，所述擴頻調制電路為直接序列擴頻調制電路；所述解擴頻調制電路為直接序列解擴頻調制電路。優(yōu)選的是，所述主控模塊分別控制調制電路、解調電路和收發(fā)轉換單元，并通過所述數(shù)字接口設定頻率、發(fā)射功率和擴頻碼，以實現(xiàn)同步。本實用新型的有益效果在于，將所述基于無線擴頻技術的傳輸模塊與視頻編/解碼系統(tǒng)相結合，可實現(xiàn)實時圖像傳輸；此外，所述傳輸模塊成本低、使用方便，可提高搶險救災等工作的效率。

圖I示出了基于無線擴頻技術的傳輸模塊的發(fā)射部分的原理方框圖。圖2示出了基于無線擴頻技術的傳輸模塊的接收部分的原理方框圖圖3示出了基于無線擴頻技術的傳輸模塊的原理方框圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進一步詳細的說明參照圖I和圖2，擴頻通信物理模型信元基帶信號經(jīng)過信息調制變?yōu)閿?shù)字信號，再用擴頻碼進行擴頻調制，將數(shù)字信號擴展到一很寬的頻帶上，然后進行第二次調制，再將擴頻后的信號經(jīng)射頻放大后發(fā)射出去。參見圖2，射頻信號在接收端經(jīng)高頻放大和混頻后得到一中頻信號，再用本地擴頻碼執(zhí)行相關解調，通過帶通濾波還原出窄帶信號，再經(jīng)解調即可恢復出基帶信號。擴頻通信的種類又分為直接序列(DS)擴頻、跳頻(FH)、跳時(TH)、線性調頻(Chirp)、混合方式等等。就抗干擾而言，跳頻、跳時、線性調頻實質上僅能做到"避干擾"在此不作過多敘述；只有直接序列擴頻才能做到真正意義上的抗干擾。直接序列擴頻系統(tǒng)又稱直接序列調制系統(tǒng)或偽噪聲系統(tǒng)(PN系統(tǒng))，將要發(fā)送的信息用高速率偽隨機碼擴展到一個很寬的頻帶上去，在接收端，用與發(fā)端相同的偽隨機碼序列對接收到的信號進行相關處理，恢復出原來的信息。以下要討論直接序列擴頻系統(tǒng)的一些特點。偽隨機碼(PN):自噪聲是一種隨機過程，瞬時值服從正態(tài)分布，功率譜在很寬的頻帶內(nèi)是均勻的，有極其優(yōu)良的相關特征，偽隨機碼是用類似于帶限自噪聲統(tǒng)計特征的二進制序列碼來逼近它，并作為直擴系統(tǒng)的擴頻碼。這其中包括(a)M序列碼m序列碼全稱為最長錢性移位寄存器序列，它易于產(chǎn)生，有優(yōu)良的自相關特性，在直擴系統(tǒng)中用于擴展要傳遞的信號，在跳頻系統(tǒng)中用來控制跳頻系統(tǒng)的頻率合成器，組成隨機跳頻圖案(b)Gold碼(戈得碼)由兩個長度、速率相同，碼字不同的m序列優(yōu)選對經(jīng)模2加運算產(chǎn)生，互相關性較好；以及(c)巴可碼11位長的m序列碼。擴頻增益直接擴頻系統(tǒng)的輸入、輸出信號功率不變，干擾信號輸出功率相對于輸入信號下降很大，故直接擴頻系統(tǒng)的擴頻處理增益實際上是干擾功率減小的倍數(shù)。擴頻增益=輸出信噪比M輸入信噪比[0021]經(jīng)推導、化簡可得擴頻增益=擴頻帶寬M信號帶寬即擴頻增益等于擴頻倍數(shù)，而擴頻碼速率又正比于擴頻帶寬，因此擴頻增益=擴頻碼速率/信號速率=擴頻碼長度值設基帶信號速率為lKBps，每Ibit基帶信息以64bit長度的擴頻碼來表示，則擴頻碼速率為64KBps，擴頻增益為64K Bps/1K Bps==64 (等于擴頻碼長)，以分貝表示Gp==IOIg64==18dB干擾容限干擾容限是指在保證系統(tǒng)正常工作的條件下，接收機能夠承受的干擾信號比有用信號高出的分貝數(shù)，用MJ表示MJ=Gp-[Ls+(S/N)。]Ls:系統(tǒng)內(nèi)部損耗(S/N)。系統(tǒng)正常工作時要求的最小輸出信噪比 以GPS為例，在P碼模式下，擴頻增益Gp=53dB，系統(tǒng)損耗Ls為3dB，信噪比(S/N)。為10dB，MJ=53-3-10==40dB這就是說，在干擾信號或噪聲信號比有用信號強度高40dB (約10000倍)的情況下，系統(tǒng)仍能將有用信號還原出來。匹配接收直接擴頻系統(tǒng)的接收采用相關匹配濾波器，假設Tl時刻的基帶信號"I"的擴頻調制碼是"111101011001000 "，" O "的擴頻調制碼為"101011001000111"。接收端相關匹配濾波器也產(chǎn)生相同長度等值的PN碼，當輸入序列碼流與本地PN碼相同的一瞬間產(chǎn)生-相關峰值信號，處理器即可根據(jù)該信號判斷出是"O"信號還是"I"信號并且做出相應的處理。糾錯編譯碼1糾錯編碼采用具有同時糾正突發(fā)錯誤和隨機錯誤的卷積碼，編碼率為1/2，約束長度為9。為提高時間分集功能，信號每20ms進行一次交織編碼。卷積編碼通過軟件實現(xiàn)。2卷積譯碼主要有三種譯碼方法Viterbi譯碼、序列譯碼和大數(shù)邏輯譯碼。在性能上，Viterbi譯碼是卷積譯碼的最佳譯碼方法。因此采用Viterbi譯碼算法。由于Viterbi譯碼算法直接用硬件電路實現(xiàn)復雜，而TMS320C2XX具有高速運算的功能。故通過軟件實現(xiàn)Viterbi譯碼。參照圖3，其下半部分是發(fā)射部分，上半部分是接收部分。首先解釋發(fā)射部分的組成和工作方式。參見圖3，所述發(fā)射部分主要包括擴頻調制電路，調制電路，發(fā)射端變頻電路，高頻功率放大器和帶通濾波器。輸入的視頻信號預先經(jīng)過信息調制變?yōu)閿?shù)字基帶信號，通過數(shù)字接口提供給擴頻調制電路，在擴頻調制電路中用擴頻碼執(zhí)行擴頻調制，然后將其提供給調制電路調制成中頻信號，用發(fā)射端變頻電路將這一中頻信號變頻為射頻信號，此處為了保證晶振的可靠性而設置了一個鎖相環(huán)，變頻電路輸出的射頻信號經(jīng)過高頻功率放大器和發(fā)射端帶通濾波器處理后將限帶的射頻信號提供給收發(fā)轉換單元，再經(jīng)由發(fā)射天線發(fā)射出去。所述接收部分主要包括低噪聲功率放大器，帶通濾波器，接收端變頻電路，中頻放大器，解調電路和一個解擴頻電路。經(jīng)接收天線接收到的信號通過收發(fā)轉換單元依次提供給低噪聲功率放大器和帶通濾波器，從帶通濾波器輸出的限帶的信號經(jīng)過接收端變頻電路變成中頻信號后提供給中頻放大器，解調電路將中頻放大器輸出的信號解調成數(shù)字信號，最后由解擴頻電路執(zhí)行解擴處理，還原成數(shù)字基帶信號提供給連接到用戶設備上的數(shù)字接口。另外，圖3中的主控模塊是用來控制調制/解調電路和收發(fā)轉換單元的。綜上所述僅為本實用新型較佳的實施例，并非用來限定本實用新型的實施范圍。即凡依本實用新型申請專利范圍的內(nèi) 容所作的等效變化及修飾，皆應屬于本實用新型的技術范疇。
權利要求1.一種基于無線擴頻技術的傳輸模塊，包括發(fā)射部分、接收部分、收發(fā)轉換單元、一個數(shù)字接口和用來控制模塊操作的主控模塊，其特征在于所述發(fā)射部分包括擴頻調制電路、調制電路、發(fā)射端變頻電路、高頻功率放大器和發(fā)射端帶通濾波器；輸入的視頻信號預先經(jīng)過信息調制變?yōu)閿?shù)字基帶信號，通過數(shù)字接口提供給擴頻調制電路，在擴頻調制電路中用擴頻碼執(zhí)行擴頻調制，然后提供給調制電路調制成中頻信號，用發(fā)射端變頻電路將這一中頻信號變頻為射頻信號，發(fā)射端變頻電路輸出的射頻信號經(jīng)過高頻功率放大器和發(fā)射端帶通濾波器處理后將限帶的射頻信號提供給收發(fā)轉換單元，再經(jīng)由發(fā)射天線發(fā)射出去；并且， 所述接收部分包括低噪聲功率放大器、接收端帶通濾波器、接收端變頻電路、中頻放大器、解調電路和解擴頻調制電路；經(jīng)接收天線接收到的信號通過收發(fā)轉換單元依次提供給低噪聲功率放大器和接收端帶通濾波器，從接收端帶通濾波器輸出的限帶的信號經(jīng)過接收端變頻電路變成中頻信號后提供給中頻放大器，解調電路將中頻放大器輸出的信號解調成數(shù)字信號，最后由解擴頻調制電路執(zhí)行解擴處理，還原成數(shù)字基帶信號提供給連接到用戶設備上的數(shù)字接口。
2.根據(jù)權利要求I所述的基于無線擴頻技術的傳輸模塊，其特征在于所述擴頻調制電路為直接序列擴頻調制電路；所述解擴頻調制電路為直接序列解擴頻調制電路。
3.根據(jù)權利要求I所述的基于無線擴頻技術的傳輸模塊，其特征在于所述主控模塊分別控制調制電路、解調電路和收發(fā)轉換單元，并通過所述數(shù)字接口設定頻率、發(fā)射功率和擴頻碼，以實現(xiàn)同步。
專利摘要本實用新型公開了一種基于無線擴頻技術的傳輸模塊，其包括發(fā)射部分，接收部分，收發(fā)轉換單元，主控模塊和一個數(shù)字接口，所述發(fā)射部分包括擴頻調制電路；相對應地所述接收部分包括解擴頻調制電路。將所述基于無線擴頻技術的傳輸模塊與視頻編/解碼系統(tǒng)相結合，可實現(xiàn)實時圖像傳輸；此外，所述傳輸模塊成本低、使用方便，可提高搶險救災等工作的效率。
文檔編號H04B1/707GK202713291SQ20122037138
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月30日 優(yōu)先權日2012年7月30日
發(fā)明者高銘, 楊文義, 江俊蒴 申請人:深圳市明生通訊科技有限公司