通用4fsk調(diào)制解調(diào)器以及支持多標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字對(duì)講機(jī)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】通用4FSK調(diào)制解調(diào)器以及支持多標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字對(duì)講機(jī)
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，具體地，涉及一種通用4FSK調(diào)制解調(diào)器以及支持多標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字對(duì)講機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0003]通訊一般是指把語(yǔ)音，圖像，數(shù)據(jù)和其他信息從一個(gè)主體傳送到另一個(gè)主體的過(guò)程，通常牽涉到兩個(gè)方面，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。
[0004]傳統(tǒng)的對(duì)講機(jī)是基于模擬語(yǔ)音通訊。在模擬語(yǔ)音通訊中，模擬發(fā)射機(jī)把麥克風(fēng)接收到的音頻信號(hào)，經(jīng)過(guò)通道濾波和其他基帶處理，把其中300赫茲到3000赫茲頻率的成分，作為基帶模塊的輸出，交給射頻發(fā)射模塊。射頻發(fā)射模塊，把基帶信號(hào)調(diào)制到一定的發(fā)射頻率(幾兆赫茲到幾千兆赫茲)，放大后通過(guò)天線發(fā)射到空間。
[0005]模擬接收機(jī)把從天線接收的無(wú)線電信號(hào)(幾兆赫茲到幾千兆赫茲)，經(jīng)過(guò)射頻接收模塊，解調(diào)模塊解調(diào)為基帶信號(hào)(O赫茲)，交給基帶處理模塊?；鶐幚砟K，經(jīng)過(guò)濾波和其他基帶處理，還原為300赫茲到3000赫茲的語(yǔ)音信號(hào)，經(jīng)放大出揚(yáng)聲器放出。
[0006]圖1、圖2描述了模擬對(duì)講機(jī)的發(fā)射和接收機(jī)，包括麥克風(fēng)1、天線2和揚(yáng)聲器3。
[0007]近年來(lái)出現(xiàn)的數(shù)字對(duì)講機(jī)，以其多功能，低功耗，低語(yǔ)音噪聲，高保密性，正日益取代模擬對(duì)講機(jī)。數(shù)字通訊一般比模擬通訊要復(fù)雜的多，一般都會(huì)包括語(yǔ)音編解碼，信道編解碼，調(diào)制解調(diào)功能，并且還有協(xié)議層。
[0008]數(shù)字對(duì)講機(jī)的發(fā)射機(jī)包括數(shù)字基帶和射頻發(fā)射兩大部分，其中射頻發(fā)射部分與模擬對(duì)講機(jī)基本一樣，用于把基帶信號(hào)調(diào)制到一定的發(fā)射頻率(幾兆赫茲到幾千兆赫茲)，放大后通過(guò)天線發(fā)射到空間。數(shù)字基帶部分比模擬基帶要復(fù)雜的多，一般都會(huì)包括語(yǔ)音編解碼，信道編解碼，調(diào)制解調(diào)功能，并且還有協(xié)議層。圖3描述數(shù)字對(duì)講機(jī)的發(fā)射機(jī)。
[0009]數(shù)字對(duì)講機(jī)的接收機(jī)包括數(shù)字基帶和射頻接收兩大部分，其中射頻接收部分與模擬對(duì)講機(jī)基本一樣，用于把從天線接收的無(wú)線電信號(hào)，解調(diào)為基帶信號(hào)，交給數(shù)字接收基帶部分處理。圖4描述數(shù)字對(duì)講機(jī)的接收機(jī)。
[0010]數(shù)字對(duì)講機(jī)接收機(jī)的數(shù)字基帶部分比較復(fù)雜，包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，數(shù)字解調(diào)，同步，幀提取，協(xié)議分析，信道解碼，語(yǔ)音解壓縮，及數(shù)模轉(zhuǎn)換器。其中模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于把射頻接收部分接收到的基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。在數(shù)字域中，數(shù)字解調(diào)器還原成一個(gè)個(gè)符號(hào)，幀同步模塊用于把接收機(jī)的時(shí)間與發(fā)射機(jī)同步起來(lái)，并找到幀與幀的界限，幀提取模塊提取信令信息和語(yǔ)音信息。信道解碼，語(yǔ)音解壓縮模塊用于可靠的還原數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)。數(shù)模轉(zhuǎn)換器用于把數(shù)字域音信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬波形。模擬語(yǔ)音經(jīng)放大出揚(yáng)聲器放出。載波檢測(cè)模塊提取載波能量檢測(cè)結(jié)果以及基帶帶外能量檢測(cè)結(jié)果用于控制信道解碼模塊、語(yǔ)音解壓縮模塊和揚(yáng)聲器等。
[0011]以上描述適用于目前通用的數(shù)字對(duì)講機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，包括歐洲的DMR，dPMR, Tetra,美國(guó)的P25，NXDN,及中國(guó)正在制定的對(duì)講機(jī)標(biāo)準(zhǔn)TOT, PDR-T, PDR-F, CDMR。
[0012]傳統(tǒng)的模擬對(duì)講機(jī)都遵從同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，只要頻率相同，就能實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通.而采用不同標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字對(duì)講機(jī)是不能互聯(lián)互通的.比如采用dPMR標(biāo)準(zhǔn)和采用DMR標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字對(duì)講機(jī)是不能互通的.數(shù)字對(duì)講機(jī)的不互通性，給市場(chǎng)帶來(lái)很大困擾，嚴(yán)重影響數(shù)字對(duì)講機(jī)的推廣。因?yàn)椴煌瑪?shù)字標(biāo)準(zhǔn)的射頻收發(fā)電路比較相似，現(xiàn)有的做法是在一個(gè)對(duì)講機(jī)上放兩個(gè)采用不同標(biāo)準(zhǔn)的基帶，并預(yù)先設(shè)置工作模式.從而實(shí)現(xiàn)雙標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字對(duì)講機(jī)，但這帶來(lái)體積和成本的增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述問(wèn)題，提出一種通用4FSK調(diào)制解調(diào)器以及支持多標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字對(duì)講機(jī)，以實(shí)現(xiàn)低成本實(shí)現(xiàn)支持多標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)。
[0014]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種通用4FSK調(diào)制解調(diào)器，包括4FSK通用調(diào)制器和4FSK通用解調(diào)器；
所述4FSK通用調(diào)制器包括第一根升余弦濾波器，整形濾波器、第一開(kāi)關(guān)和2陪升采樣模塊，所述2陪升采樣模塊和整形濾波器的輸入端連接在一起，所述2陪升采樣模塊和整形濾波器的輸出端分別與第一開(kāi)關(guān)的兩個(gè)輸入端連接，所述第一開(kāi)關(guān)的輸出端與第一根升余弦濾波器連接，當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)將2陪升采樣模塊和第一根升余弦濾波器串聯(lián)后，信號(hào)經(jīng)2陪升采樣模塊輸出到第一根升余弦濾波器，當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)將整形濾波器和第一根升余弦濾波器串聯(lián)后，信號(hào)經(jīng)整形濾波器輸出到第一根升余弦濾波器；
所述4FSK通用解調(diào)器包括，第二根升余弦濾波器、位同步器、幀同步器、兩倍降采樣模塊、反整形濾波器、第二開(kāi)關(guān)和同步碼選擇模塊，所述第二開(kāi)關(guān)包括兩個(gè)輸入端，所述第二開(kāi)關(guān)的一個(gè)輸入端與兩倍降采樣模塊的輸入端連接，所述兩倍降采樣模塊的輸出端與反整形濾波器的輸入端連接，所述反整形濾波器的輸出端與第二開(kāi)關(guān)的另一個(gè)輸入端連接，所述第二開(kāi)關(guān)的輸出端與第二根升余弦濾波器的輸入端連接，所述第二根升余弦濾波器的輸出端與位同步器的輸入端連接，所述位同步器的輸出端與幀同步器的一個(gè)輸入端連接，所述同步碼選擇模塊的輸出端與幀同步器的另一個(gè)輸入端連接，當(dāng)?shù)诙_(kāi)關(guān)將反整形濾波器和第二根升余弦濾波器串聯(lián)后，信號(hào)依次經(jīng)兩倍降采樣模塊、反整形濾波器、第二根升余弦濾波器、位同步器傳輸至幀同步器，當(dāng)?shù)诙_(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換到另一路時(shí)，信號(hào)依次經(jīng)第二根升余弦濾波器、位同步器傳輸至幀同步器，所述同步碼選擇模塊，用于選擇位同步器的工作模式。
[0015]優(yōu)選的，所述整形濾波器為SINC濾波器，所述反整形濾波器為反SINC濾波器。
[0016]同時(shí)本發(fā)明的技術(shù)方案還提供一種支持多標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字對(duì)講機(jī)，包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，所述發(fā)射機(jī)的4FSK通用調(diào)制器采用權(quán)利要求1或2所述的4FSK通用調(diào)制器；所述接收機(jī)中的4FSK通用解調(diào)器采用權(quán)利要求1或2所述的4FSK通用解調(diào)器；
所述發(fā)射機(jī)包括受話器、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、語(yǔ)音壓縮模塊、信道編碼模塊、組幀模塊、4FSK通用調(diào)制器、第一數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、射頻發(fā)射模塊和天線，受話器將接收到用戶的音頻信號(hào)發(fā)射給第一模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，第一模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)發(fā)送給語(yǔ)音壓縮模塊，語(yǔ)音壓縮模塊將數(shù)字信號(hào)壓縮為語(yǔ)音數(shù)據(jù)后發(fā)送給信道編碼模塊，信道編碼模塊對(duì)語(yǔ)音數(shù)據(jù)進(jìn)行信道編碼后發(fā)送給相應(yīng)協(xié)議的組幀模塊，組幀模塊將接收的語(yǔ)音數(shù)據(jù)分割成一個(gè)個(gè)固定長(zhǎng)度的幀，并添加符號(hào)同步和幀同步以及通話控制的協(xié)議信息，形成一個(gè)個(gè)可傳輸?shù)姆?hào)發(fā)送給4FSK通用調(diào)制器，4FSK通用調(diào)制器把可傳輸?shù)姆?hào)調(diào)制到一定的頻率，并將形成的帶寬受限的連續(xù)數(shù)字波形信號(hào)發(fā)送給第一數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，第一數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊將接收的數(shù)字波形信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬波形信號(hào)，經(jīng)第一數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后的模擬波形信號(hào)通過(guò)射頻發(fā)射模塊和天線發(fā)送出去；
所述接收機(jī)包括射頻接收機(jī)、第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器、4FSK通用解調(diào)器、幀提取模塊、協(xié)議層分析模塊、信道解碼模塊、語(yǔ)音解壓縮模塊、第二數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊和揚(yáng)聲器，所述射頻接收機(jī)用于把從天線接收的無(wú)線電信號(hào)解調(diào)為基帶信號(hào)，并將接收的基帶信號(hào)傳輸至第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器，第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于把接收到的基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并將轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)傳輸至4FSK通用解調(diào)器，所述4FSK通用解調(diào)器將接收的數(shù)字信號(hào)還原成一個(gè)個(gè)符號(hào)，并將還原后的一個(gè)個(gè)符號(hào)傳輸至幀提取模塊，所述幀提取模塊從接收的符號(hào)中提取信令信息和語(yǔ)音信息，并將提取的信令信息送給協(xié)議層分析模塊，將提取的語(yǔ)音信息傳輸至信道解碼模塊和語(yǔ)音解壓縮模塊，所述信道解碼模塊和語(yǔ)音解壓縮模塊用于將信令信息和語(yǔ)音信息還原為數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)，并將數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)傳輸至第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所述第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器用于把數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬波形，轉(zhuǎn)換后的模擬波形經(jīng)揚(yáng)聲器放出，所述協(xié)議層分析模塊對(duì)幀提取模塊采用的通信協(xié)議進(jìn)行分析。
[0017]優(yōu)選的，所述組幀模塊包括dPMR組幀模塊和DMR組幀模塊。
[0018]優(yōu)選的，所述發(fā)射機(jī)通過(guò)4FSK通用調(diào)制器設(shè)定發(fā)射機(jī)的通信模式為dPMR模式或DMR