專利名稱：Ip散射通信設備的制作方法
技術領域：
IP散射通信設備技術領域[0001]本實用新型涉及通信領域中的一種IP散射通信設備，特別適用于企事業單位局域網，作為超視距用戶接入的散射通信設備。
背景技術：
[0002]傳統的散射通信裝置不具備IP信息傳輸功能，大多用作傳輸同步信息，即使借助外加接口適配器傳輸低速的RS232接口異步數據，由于散射設備本身不具備相關處理電路，傳輸數據率較低、時延較大、誤碼率較高，同時還造成系統復雜化和成本較高，所以極大地限制了散射通信設備在日益廣泛的IP數據網絡通信領域的應用。實用新型內容[0003]本實用新型的目的在于避免上述背景技術中的不足之處而提供一種新型的IP散射通信裝置，本實用新型可以超視距傳輸IP信息，實現企事業單位局域網的遠端網絡用戶 IP信息接入功能，具有遠距離通信、避免有線電纜鋪設、架設簡單、使用靈活等特點；本實用新型采用了具有較強抗單頻干擾和抗信道衰落能力的線性調頻信號帶內4重頻率分集的信號形式，與傳統的散射通信設備相比，其經濟性、可靠性和機動性均有明顯的改善，而且抗信道衰落和抗單頻干擾能力也有了極大的提高。[0004]本實用新型的目的是這樣實現的一種IP散射通信設備，包括IP信息編解碼器 1、電源2、天線3、話音編解碼器4、輔助復分接器5、發信機7、雙工器8、低噪聲放大器9、變頻器10、晶振12、調制器6和解調器11 ；其特征在于發送信號時，IP信息編解碼器1將輸入端口 3、4分別接收的外部網絡設備發送的數據，進行編碼生成IP業務編碼信號，然后通過輸出端口 5輸送到輔助復分接器5的輸入端口 1 ；同時，話音編解碼器4的輸入輸出端口 1將來自電話或交換機的話音信號通進行話音編碼處理，生成話音編碼信號，話音編碼信號再通過話音編碼器4的輸出端口 2輸送到輔助復接器5的輸入端口 3 ；輔助復接器5將輸入的IP業務編碼信號和話音編碼信號完成復接處理，合成IP業務編碼信號和話音編碼信號分時分布的合路信號，經輔助復分接器5的輸出端口 5、6輸出2路相同的合路信號分別到調制器6的輸入端口 1、2 ；調制器6將合路信號調制生成中頻調制信號并通過其輸出端口 3輸入到發信機7的輸入端口 1 ；發信機7將中頻調制信號變頻為射頻信號并進行功率放大，然后通過輸出端口 2輸出至雙工器8的輸入端口 1 ；雙工器8將發信機7輸入的射頻信號經濾波后經輸入輸出端口 3輸送至天線3的輸出輸入端口 1 ；天線3將端口 1輸入的射頻信號通過以無線信號的形式進行發送；[0005]接收信號時，天線3接收無線信號在并放大后，通過輸入輸出端口 1將射頻接收信號輸送至雙工器8的輸入輸出端口 3 ；雙工器8將輸入的射頻接收信號經過濾波處理通過輸出端口 2單向輸送到低噪聲放大器9的輸入端1 ；低噪聲放大器9將射頻接收信號放大并通過輸出端口 2輸送至變頻器10的輸入端口 1 ；變頻器10將射頻接收信號變換為中頻接收信號，通過輸出端口 2將信號輸送到解調器11的輸入端口 3 ；解調器11對接收中頻信號進行解調處理，輸出基帶合路信號，基帶合路信號通過解調器3的輸出端口 1、2輸出到輔助復分接器5的輸入端口 7、8 ；輔助復分解器5將基帶合路信號做分路分接處理，分別輸出 IP業務編碼信號和話音編碼信號，IP業務編碼信號通過輸出端口 2輸送至IP信息編解碼器1的輸入端口 6，話音編碼信號通過輔助復接器5的輸出端口 4輸送到話音編解碼器4的輸入端口 3 ； IP信息編解碼器1將輸入的IP業務編碼信號進行解碼處理并通過輸出端口 1、 2進行輸出；話音編解碼器4將輸入的話音編碼信息進行解碼處理，生成話音信號后通過輸入輸出端口 1、2進行輸出。[0006]其中，調制器6由帶內4頻CHIRP-BPSK低中頻調制器12、D/A變換器13、本振模塊14、混頻器15、帶通濾波器16和放大器17組成，其中帶內4頻CHIRP-BPSK低中頻調制器12的輸入端口 1、2腳分別與輔助復分接器5的輸出端口 5、6相連，輸出端口 3通過數據總線與D/A變換器13的輸入端口 1相連；混頻器15的輸入端口 1與D/A變換器13的輸出端口 2相連，其輸入端口 2本振模塊14的輸出端口 1相連，其輸出端口 3通過信號線與帶通濾波器16的輸入端口 1相連；放大器17的輸入端口 1通過信號線與帶通濾波器16 的輸出端口 2相連，其輸出端口 2則通過中頻電纜與發信機7的輸入端口 1相連，帶內4頻 CHIRP-BPSK低中頻調制器12、D/A變換器13、本振模塊14、混頻器15、帶通濾波器16、放大器17各入端7腳與電源2出端+V電壓端連接、各入端8腳與地端連接。[0007]其中，解調器11由A/D變換器18、數字下變頻器19、匹配濾波器20、相干檢測器 21、積分判決模塊22、取模模塊23、位同步模塊M、差分譯碼模塊25組成；其中A/D變換器 18的輸入端口 1與變頻器10的輸出端口 2相連，其輸出端口 2通過數據線與數字下變頻器19的輸入端口 1相連；匹配濾波器20的輸入端口 1、2分別與數字下變頻器19的輸出端口 2、3相連，其輸出端口 3、4分別與相干檢測器21的輸入端口 1、2相連；積分判決模塊22 的輸入端口 1、3分別與相干檢測器21的輸出端口 3、位同步模塊M的輸出端口 2相連，其輸出端口 2、4分別與差分譯碼模塊25的輸入端口 1、相干檢測器21的輸入端口 4相連；差分譯碼模塊25的輸出端口 2與輔助復分接器5的輸入端口 8相連；取模模塊23的輸入端口 1、2分別與匹配濾波器20的輸出端口 3、4相連，其輸出端口 3與位同步模塊M的輸入端口 1相連；位同步模塊M的輸出端口 2則分別與積分判決模塊22的輸入端口 3和輔助復分接器5的輸入端口 7相連，A/D變換器18、數字下變頻器19、匹配濾波器20、相干檢測器21、積分判決模塊22、取模模塊23、位同步模塊M、差分譯碼模塊25各入端7腳與電源 2出端+V電壓端連接、各入端8腳與地端連接。[0008]本實用新型相比背景技術具有如下優點[0009]1.本實用新型采用了 IP信息編解碼技術、IP信息調制解調技術、[0010]IP信息散射信道抗衰落傳輸技術等新技術，實現了 IP信息在快衰落、大時延的散射傳輸信道中具有了較強的誤碼性能和綜合適應性，使得散射設備在傳輸IP信息應用方面有了較大突破。[0011]2.本實用新型在同一個設備機箱中集成了 IP信息編解碼器1、話音編解碼器4、輔助復分接器5、調制器6、發射機模塊7、雙工器8、低噪聲放大器9、變頻器10、解調器11等部件，極大的減小了傳統散射通信系統的體積與重量，使設備的機動性得到了顯著的改善。[0012]3.本實用新型采用了便于機動的小型天線3，在運輸狀態下可將天線分解為多個模塊放置于同一個包裝箱內進行機動運輸，而設備需要開通時，則可在短時間內完成對天線的組合與安裝。[0013]4.本實用新型的調制器6、解調器11采用了具有較強抗單頻干擾和抗信道衰落能力的線性調頻信號帶內4重頻率分集的信號形式，因此系統的抗信道衰落和抗單頻干擾能力有了極大的提高。[0014]5.本實用新型的主要部件采用大規模現場可編程器件制作，因此可通過配置不同的程序靈活地實現對本裝置工作參數的修改。[0015]6.本實用新型集成化程度高，因此體積小，重量輕，性能穩定可靠。
[0016]圖1是本實用新型原理方框圖。[0017]圖2是本實用新型調制器6實施例的電原理圖。[0018]圖3是本實用新型解調器11實施例的電原理圖。
具體實施方式
[0019]參照圖1至圖3，本實用新型由IP信息編解碼器1、電源2、天線3、話音編解碼器 4、輔助復分接器5、調制器6、發射機模塊7、雙工器8、低噪聲放大器9、變頻器10、解調器 11、晶振12組成，圖1是本實用新型的電原理方框圖，實施例按圖1連接線路。其中IP信息編解碼器1的作用是接收或輸出IP信息，將接收IP信息進行IP信息編碼處理，或將輔助復接器5輸入的信號進行IP信息解碼輸出IP信息。話音編解碼器4的作用是對話音信號進行編解碼處理，編碼后的話音信號輸入輔助復分接器5。輔助復分接器5的作用是從其輸入端口 3接收話音編解碼器4輸出的話音編碼信號，或從其入端口 1輸入發送IP數據信號，從其輸出端口 2輸出接收IP數據信號，將其收到的發送話音或數據信號進行數字復接后分別由其出端口 5、6輸入調制器6，同時將解調器11出端口 1、2輸出的接收數字話音或數據信號進行輔助分接后分別由其出端口 2、4輸出或輸入話音編解碼器4。實施例IP信息編解碼器1采用RAD公司生產的RJ017數字芯片制作，話音編解碼器4、輔助復分接器5采用一塊美國Alterna公司生產Cyclone系列數字現場可編程芯片EP1C12制作。[0020]本實用新型調制器6的作用是對輔助復分接器5輸入的話音、數據數字復接信號進行CHIRP-BPSK低中頻調制，調制后的四重分集CHIRP-BPSK低中頻信號由其出端2、3腳輸入發射機模塊7。調制器6由帶內4頻CHIRP-BPSK低中頻調制器12、D/A變換器13、本振模塊14、混頻器15、帶通濾波器16和放大器17組成，圖2是本實用新型調制器6的電原理圖，實施例按圖2連接線路。其中輔助復分接器5輸出的話音、數據數字信號輸入帶內4 頻CHIRP-BPSK低中頻調制器12的入端口 1、2腳，帶內4頻CHIRP-BPSK低中頻調制器12 將調制后的低中頻數字信號經D/A變換器13后轉換為模擬信號，并在混頻器15中與本振模塊14所產生的本振信號進行混頻得到中頻為70MHz的調制信號，該中頻調制信號再通過帶通濾波器16、放大器17進行帶通濾波和放大后輸入發射機模塊7，由發射機模塊7進行發送。實施例帶內4頻CHIRP-BPSK低中頻調制器12可以與話音編解碼器4、輔助復分接器5采用同一塊美國Alterna公司生產的Cyclone系列數字現場可編程芯片EP1C12制作。 D/A變換器13采用美國AD公司生產的AD9763芯片制作；本振模塊14采用美國AD公司生產的AD98M芯片制作；混頻器15采用成都亞光公司生產的HSB3混頻器制作；帶通濾波器16采用成都天之公司生產的SBP-70帶通濾波器制作；放大器17采用中國電子科技集團第 13研究所生產的XN402放大器制作。[0021]本實用新型發信機7作用是將中頻調制信號進行載波頻譜搬移及功率放大后由其出端口 2輸入雙工器8 ；雙工器8的作用是既能通過天線3發送發射機模塊7需要發送的四重分集射頻調制信號，又能對天線3所接收的四重分集信號進行接收轉換并向低噪聲放大器9輸出；天線3的作用是收發四重分集通信信號；低噪聲放大器9的作用是接收雙工器8輸入的接收四重分集通信信號，并將其轉換成70MHz的中頻信號后由其出端口 2輸入變頻器10 ；變頻器10的作用是對低噪聲放大器9所輸出的70MHz中頻調制信號進行混頻、濾波、放大處理，并將處理后的低中頻四重分集調制信號輸入至解調器11中進行解調， 實施例發射機模塊7采用自制通用的發射機模塊電路制作，雙工器8采用自制通用的小型雙工器部件制作，天線3采用我所生產的小型天線部件制作，低噪聲放大器9采用自制通用的接收機電路部件制作，變頻器10采用自制通用的中放電路部件制作。[0022]本實用新型解調器11的作用是將接收的四重分集低中頻調制信號解調成話音、 數據的數字信號后由其出端口 1、2輸入輔助復分接器5，它由A/D變換器18、數字下變頻器 19、匹配濾波器20、相干檢測器21、積分判決模塊22、取模模塊23、位同步模塊M、差分譯碼模塊25組成，圖3是本實用新型解調器11的電原理圖，實施例按圖3連接線路。圖3中變頻器10所輸出的低中頻CHIRP-BPSK信號輸入A/D變換器18進行采樣后轉換為數字低中頻信號，隨后輸入數字下變頻器19轉換為同相、正交兩個支路的數字基帶信號，該基帶信號經過匹配濾波器20進行匹配濾波后所得到相關峰信號分為了兩路由其出端3腳將一路輸入相干檢測器21與積分判決模塊22中進行相干檢測和積分判決，由其出端4腳將另一路輸入取模模塊23與位同步模塊M中進行位同步提取，隨后積分判決模塊22在位同步模塊M所輸出的定時脈沖的控制下完成對接收信號的積分判決，判決后的信碼再經過差分譯碼模塊25完成差分譯碼后即可與位同步模塊M輸出的位同步時鐘一起送入到輔助復分接器5入端口 8、7中完成輔助分接的功能。實施例A/D變換器18采用美國AD公司生產的 AD9218芯片制作；數字下變頻器19、匹配濾波器20、相干檢測器21、積分判決模塊22、取模模塊23、位同步模塊24、差分譯碼模塊25采用一塊美國Altera公司生產的Stratix系列數字現場可編程器件EP1S40芯片制作。[0023]本實用新型電源2的作用是提供整個裝置的直流工作電壓，實施例采用市售通用集成穩壓直流電源模塊制作，其輸出+V電壓為+3. 3V。[0024]晶振12給發射機模塊7、低噪聲放大器9、調制器6、解調器11提供高穩定的IOMHz參考源。[0025]本實用新型工作原理如下[0026]本裝置處于傳輸IP信息信號的狀態時，IP信息編解碼器1接收來自網絡設備的 IP信息并對其進行IHDLC成幀處理將以太網數據轉換成同步數據，隨后將編碼信號送入輔助復分接器5中；輔助復分接器5將收到的同步數據信息進行數字復接處理后送入調制器6中進行CHIRP-BPSK調制，調制后的四重分集信號則經過發射機模塊7、雙工器8后再通過小型天線3向外發射出去；同時小型天線3也接收對方散射裝置發送來的帶內4頻 CHIRP-BPSK信號，并將該信號輸入低噪聲放大器9、變頻器10后送入解調器11中進行解調處理。解調后的IP信息編碼信號則通過IP編解碼器1進行同步數據到以太網數據轉換后7送入網絡設備。這樣，網絡設備按照IP信息接口協議通過IP散射通信設備傳輸實現與遠端的局域網接入，完成網絡設備間的IP信息通信。[0027]本裝置處于傳輸話音信號的狀態時，話音編解碼器4接收來自電話機或電話交換機的話音信號并對其進行話音編碼處理，隨后將話音編碼信號送入輔助復分接器5中； 輔助復分接器5將收到的話音或IP數據信息進行數字復接處理后送入調制器6中進行CHIRP-BPSK調制，調制后的四重分集信號則經過發射機模塊7、雙工器8后再通過小型天線3向外發射出去；同時小型天線3也接收對方背負式散射裝置發送來的帶內4頻 CHIRP-BPSK信號，并將該信號輸入低噪聲放大器9、變頻器10后送入解調器11中進行解調處理。當處于話音接收狀態時，解調后的話音編碼信號則通過話音編解碼器4進行還原后送入電話或電話交換機。這樣就實現了電話用戶的超視距話音通信功能。[0028]本實用新型安裝結構如下把圖1至圖3中除天線3外其余電路器件按圖1至圖3 連接線路。它們結構形式為五塊印制板、兩個屏蔽盒。印制板有三塊長、寬為135X沈0讓， 二塊長、寬為80 X 200mm的印制板上，然后把它們安裝在一個長、寬、高為320 X 295 X 128mm 的設備機箱內，在機箱的前面板上安裝與網絡設備、電話機或電話交換機、天線3連接的電纜插座，在后面板上安裝電源輸入端插座，天線3通過電纜與其機箱上插座連接，組裝成本實用新型。
權利要求1.一種IP散射通信設備，包括IP信息編解碼器(1)、電源O)、天線(3)、話音編解碼器G)、輔助復分接器(5)、發信機(7)、雙工器(8)、低噪聲放大器(9)、變頻器(10)、晶振 (12)、調制器(6)和解調器(11)，其特征在于發送信號時，IP信息編解碼器(1)將輸入端口 3、4分別接收的外部網絡設備發送的數據，進行編碼生成IP業務編碼信號，然后通過輸出端口 5輸送到輔助復分接器5的輸入端口 1 ；同時，話音編解碼器的輸入輸出端口 1 將來自電話或交換機的話音信號通進行話音編碼處理，生成話音編碼信號，話音編碼信號再通過話音編碼器(4)的輸出端口 2輸送到輔助復接器( 的輸入端口 3 ；輔助復接器(5) 將輸入的IP業務編碼信號和話音編碼信號完成復接處理，合成IP業務編碼信號和話音編碼信號分時分布的合路信號，經輔助復分接器(5)的輸出端口 5、6輸出2路相同的合路信號分別到調制器(6)的輸入端口 1、2 ；調制器(6)將合路信號調制生成中頻調制信號并通過其輸出端口 3輸入到發信機(7)的輸入端口 1 ；發信機(7)將中頻調制信號變頻為射頻信號并進行功率放大，然后通過輸出端口 2輸出至雙工器(8)的輸入端口 1 ；雙工器(8)將發信機(7)輸入的射頻信號經濾波后經輸入輸出端口 3輸送至天線C3)的輸出輸入端口 1 ； 天線( 將端口 1輸入的射頻信號通過以無線信號的形式進行發送；接收信號時，天線(3)接收無線信號在并放大后，通過輸入輸出端口 1將射頻接收信號輸送至雙工器(8)的輸入輸出端口 3 ；雙工器(8)將輸入的射頻接收信號經過濾波處理通過輸出端口 2單向輸送到低噪聲放大器(9)的輸入端1 ；低噪聲放大器(9)將射頻接收信號放大并通過輸出端口 2輸送至變頻器(10)的輸入端口 1 ；變頻器(10)將射頻接收信號變換為中頻接收信號，通過輸出端口 2將信號輸送到解調器(11)的輸入端3 ；解調器(11)對接收中頻信號進行解調處理，輸出基帶合路信號，基帶合路信號通過解調器(3)的輸出端口 1、2輸出到輔助復分接器(5)的輸入端口 7、8 ；輔助復分解器( 將基帶合路信號做分路分接處理，分別輸出IP業務編碼信號和話音編碼信號，IP業務編碼信號通過輸出端口 2 輸送至IP信息編解碼器(1)的輸入端口 6，話音編碼信號通過輔助復接器(5)的輸出端口 4輸送到話音編解碼器(4)的輸入端口 3 ；IP信息編解碼器(1)將輸入的IP業務編碼信號進行解碼處理并通過輸出端口 1、2進行輸出；話音編解碼器(4)將輸入的話音編碼信息進行解碼處理，生成話音信號后通過輸入輸出端口 1、2進行輸出。
2.根據權利要求1所述的IP散射通信設備，其特征在于調制器(6)由帶內4頻 CHIRP-BPSK低中頻調制器(12)、D/A變換器(13)、本振模塊(14)、混頻器(15)、帶通濾波器(16)和放大器(17)組成，其中帶內4頻CHIRP-BPSK低中頻調制器(12)的輸入端口 1、 2腳分別與輔助復分接器(5)的輸出端口 5、6相連，輸出端口 3通過數據總線與D/A變換器(13)的輸入端口 1相連；混頻器(15)的輸入端口 1與D/A變換器(13)的輸出端口 2相連，其輸入端口 2本振模塊(14)的輸出端口 1相連，其輸出端口 3通過信號線與帶通濾波器(16)的輸入端口 1相連；放大器(17)的輸入端口 1通過信號線與帶通濾波器(16)的輸出端口 2相連，其輸出端口 2則通過中頻電纜與發信機(7)的輸入端口 1相連，帶內4頻 CHIRP-BPSK低中頻調制器(U)、D/A變換器(13)、本振模塊(14)、混頻器(15)、帶通濾波器 (16)、放大器(17)各入端7腳與電源O)出端+V電壓端連接、各入端8腳與地端連接。
3.根據權利要求1或2所述的IP散射通信設備，其特征在于解調器(11)由A/D變換器(18)、數字下變頻器(19)、匹配濾波器(20)、相干檢測器(21)、積分判決模塊(22)、取模模塊(23)、位同步模塊(M)、差分譯碼模塊0 組成；其中A/D變換器(18)的輸入端口1與變頻器(10)的輸出端口 2相連，其輸出端口 2通過數據線與數字下變頻器(19)的輸入端口 1相連；匹配濾波器00)的輸入端口 1、2分別與數字下變頻器(19)的輸出端口 2、 3相連，其輸出端口 3、4分別與相干檢測器的輸入端口 1、2相連；積分判決模塊02) 的輸入端口 1、3分別與相干檢測器的輸出端口 3、位同步模塊04)的輸出端口 2相連，其輸出端口 2、4分別與差分譯碼模塊0 的輸入端口 1、相干檢測器的輸入端口 4相連；差分譯碼模塊0 的輸出端口 2與輔助復分接器(5)的輸入端口 8相連；取模模塊(23)的輸入端口 1、2分別與匹配濾波器00)的輸出端口 3、4相連，其輸出端口 3與位同步模塊04)的輸入端口 1相連；位同步模塊04)的輸出端口 2則分別與積分判決模塊 (22)的輸入端口 3和輔助復分接器(5)的輸入端口 7相連，A/D變換器(18)、數字下變頻器(19)、匹配濾波器(20)、相干檢測器(21)、積分判決模塊(22)、取模模塊(23)、位同步模塊04)、差分譯碼模塊0 各入端7腳與電源( 出端+V電壓端連接、各入端8腳與地端連接。
專利摘要本實用新型公開了一種IP散射通信設備，涉及通信領域中小容量輕便型的散射通信設備。它由天線、IP信息編解碼器、輔助復分接器、發信機、雙工器、調制器、解調器、變頻器、電源、晶振等部件組成。本實用新型采用具有較強抗單頻干擾和抗信道衰落能力的線性調頻帶內四重頻率分集信號形式的調制解調器實現散射通信目的，具有集成化程度高、輕便小巧、操作簡單方便、性能穩定可靠，機動能力好等優點，是非常適用于企事業單位局域網超視距用戶接入的散射通信裝置。
文檔編號H04M7/00GK202261507SQ201120366149
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月29日 優先權日2011年9月29日
發明者吳新華, 孟奎旭, 張建偉, 張志勇, 王曉林, 高自新 申請人:中國電子科技集團公司第五十四研究所