專利名稱：多頻無線數(shù)模兼容移動通信裝置及其通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及無線通信領(lǐng)域，特別是鐵路通信領(lǐng)域的多頻無線數(shù)模兼容移動通信裝置及其通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
我國工信部發(fā)布666號文件，預(yù)示著2016年模擬無線對講完全退出國內(nèi)市場，數(shù)字無線對講將取代模擬無線對講。數(shù)字無線對講是將模擬信號數(shù)字化，以數(shù)字編碼和數(shù)字調(diào)制的方式，并采用數(shù)字信號處理方法進(jìn)行優(yōu)化的通信方式。與模擬無線對講相比，數(shù)字無線對講具有許多優(yōu)點，首先是可以更好地利用頻譜資源，與蜂窩數(shù)字技術(shù)相似，數(shù)字無線對講可以在一條指定的信道上如25KHz裝載更多用戶，提高頻譜利用率，這是一種解決頻率擁擠的解決方案，具有長遠(yuǎn)的意義。其次是提高話音質(zhì)量。由于數(shù)字通信技術(shù)擁有數(shù)據(jù)糾錯功能，和模擬無線通信相比，可以在一定范圍內(nèi)更廣泛的信號環(huán)境中，實現(xiàn)更好的語音音頻質(zhì)量，其接收到的音頻噪音會更少些，聲音更清晰，數(shù)字通信提高和改進(jìn)語音和數(shù)據(jù)集成，改變了信號隨通訊距離增加而降低的弱點，與傳統(tǒng)的模擬語音系統(tǒng)相比，數(shù)字無線對講可以提供更好的數(shù)據(jù)處理及界面功能。數(shù)字通信符合通信發(fā)展的規(guī)律，是無線通信技術(shù)發(fā)展的方向。自1997年開始，我國鐵路已實施了六次大提速，列車速度有了大幅度的提高，貨物列車數(shù)量增加，重載列車不斷擴(kuò)大。在列車高速度和高密度運行條件下，在運輸繁忙的鐵路線上，列車單區(qū)間運行間隔只有3-7min，在這種形式下，無疑給現(xiàn)場施工作業(yè)維修作業(yè)安全帶來了新的壓力，給安全工作提出了更新更高的要求。如果不重視現(xiàn)場的防護(hù)或者現(xiàn)場防護(hù)不當(dāng)，在線路上的作業(yè)人員不能預(yù)知來車及時下道避車，則可能導(dǎo)致作業(yè)人員人身傷亡事故的發(fā)生。根據(jù)《中華人民共和國鐵道部鐵路工務(wù)安全規(guī)則鐵運[2006]177號部令》要求，凡影響行車安全的施工及發(fā)生線路故障地點，均應(yīng)設(shè)置防護(hù)。施工負(fù)責(zé)人、防護(hù)員，必須攜帶列車無線調(diào)度電話等通信設(shè)備。鋼軌探傷作業(yè)防護(hù)員、道口看守員、巡檢及看守人員，均應(yīng)攜帶列車無線調(diào)度電話、無線列調(diào)對講機(jī)等通信設(shè)備，隨時監(jiān)聽列車運行情況。發(fā)生異常情況時可直接通報車站值班員或列車司機(jī)。施工地點與防護(hù)人員間瞭望條件不良又無電話聯(lián)系時，應(yīng)增設(shè)中間防護(hù)人員。駐站聯(lián)絡(luò)員與現(xiàn)場防護(hù)員應(yīng)至少每3-5min聯(lián)系一次，通話實行三確認(rèn)制度(確認(rèn)對方姓名、確認(rèn)對方聽清、復(fù)誦受話內(nèi)容，確認(rèn)機(jī)具上道作業(yè)，下道完畢，開始作業(yè)和開通作業(yè)線路的命令等)。在鐵路通信中，無線對講裝置廣泛應(yīng)用，隨著時代發(fā)展也對無線對講裝置功能提出了更新?lián)Q代的要求。目前，如何保障不同地形及不同范圍的區(qū)間無線信號有效覆蓋，如何確保安全防護(hù)人員嚴(yán)格按照規(guī)范操作，如何管理防護(hù)人員等是工務(wù)電務(wù)和供電部門安全施工防護(hù)迫切需要解決的實際問題
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點，提出一種能實現(xiàn)列車接近實時預(yù)警、GPS定位功能、便于攜帶、使用靈活、操作簡單、節(jié)約成本的多頻無線數(shù)模兼容移動通信裝置以及頻譜利用率高、穩(wěn)定性好、管理方便、網(wǎng)管易于操作的具有多種組網(wǎng)方式的移動通信系統(tǒng)。本實用新型采用如下技術(shù)方案多頻無線數(shù)模兼容移動通信裝置，其特征在于包括語音采集裝置、語音播放裝置、電源裝置、按鍵裝置、顯示裝置、存儲裝置、射頻裝置以及與上述語音采集裝置、語音播放裝置、電源裝置、按鍵裝置、顯示裝置、存儲裝置和射頻裝置相連的中央處理裝置，該中央處理裝置用于將通過語音采集裝置采集到的音頻信號進(jìn)行放大和基帶信號處理得到4FSK信號后送入射頻裝置進(jìn)行調(diào)制產(chǎn)生射頻信號后發(fā)出，以及將通過射頻裝置接收到的射頻信號進(jìn)行選頻、二次混頻、調(diào)制鑒頻得到4FSK信號后進(jìn)行基帶信號處理得到音頻信號，最后經(jīng)語音播放裝置播出。進(jìn)一步地，所述中央處理裝置包括有音頻功放電路和基帶芯片，所述音頻功放電路與所述語音采集裝置和語音播放裝置相連用于將音頻信號進(jìn)行放大，所述基帶芯片與所述射頻裝置和音頻功放電路相連用于將經(jīng)音頻功放電路放大的音頻信號進(jìn)行AD采樣、語音處理和編碼得到4FSK信號后送至射頻裝置，以及對射頻裝置接收到的射頻信號進(jìn)行選頻、二次混頻、調(diào)制鑒頻得到4FSK信號后進(jìn)行基帶信號處理得到音頻信號。進(jìn)一步地，所述射頻裝置包括有射頻接收電路、射頻調(diào)制電路、射頻功放電路、鎖相環(huán)、收發(fā)轉(zhuǎn)換電路以及天線，收發(fā)轉(zhuǎn)換電路與射頻接收電路輸入端、射頻功放電路輸出端和天線相連；射頻功放電路輸入端與射頻調(diào)制電路輸出端相連；射頻接收電路輸出端和射頻調(diào)制電路輸入端分別連至所述基帶芯片；鎖相環(huán)與射頻接收電路、射頻調(diào)制電路和基帶芯片相連。 進(jìn)一步地，還包括有GPS信號接收裝置，該GPS信號接收裝置與所述中央處理裝置相連用于接收GPS信號進(jìn)行定位。進(jìn)一步地，還包括有開機(jī)自檢裝置，該開機(jī)自檢裝置與所述中央處理裝置相連用于進(jìn)行發(fā)射功率和天線駐波檢查、聯(lián)網(wǎng)自檢以及電源電壓自檢。進(jìn)一步地，還包括有800MHz呼喚機(jī)接收裝置，該800MHz呼喚機(jī)接收裝置與所述中央處理裝置相連用于接收來自車站電臺的列車接近預(yù)警信號后送至所述中央處理裝置，所述中央處理裝置控制所述語音播放裝置發(fā)出警告音。多頻無線數(shù)模兼容移動通信系統(tǒng)，其特征在于包括網(wǎng)管設(shè)備、至少一中繼設(shè)備以及上述的任一移動通信裝置。進(jìn)一步地，所述網(wǎng)管設(shè)備包括有PC機(jī)，對講機(jī)，外接音箱、外接麥克風(fēng)、錄音機(jī)以及配套的網(wǎng)管軟件，所述外接音箱、外接麥克風(fēng)和錄音機(jī)與所述PC機(jī)相連。進(jìn)一步地，所述中繼設(shè)備為光纖直放站中繼器或者數(shù)字中繼器或者模擬中繼器。由上述對本實用新型的描述可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下有益效果1、具有強大的數(shù)字功能。采用數(shù)字信號處理，使得頻 譜利用率更高，信道倍增，抗干擾能力更強，通話質(zhì)量更好；2、人性化的外觀設(shè)計。采用大尺寸彩色OLED顯示屏，在戶外強光下也可對顯示信息一目了然，按鍵和語音提示人性化設(shè)計，操作方便靈活；3、噪音抑制，語音更出色。采用了先進(jìn)窄帶語音編解碼技術(shù)和數(shù)字糾錯技術(shù)，無論是在嘈雜的環(huán)境中，還是在覆蓋范圍的邊緣地帶，均可獲得清晰的話音。而AGC技術(shù)的利用，也極大優(yōu)化了語音接收效果，調(diào)整用戶和話筒之間的有效距離，保證通話清晰度。語音播放裝置采用內(nèi)置1. 5W大功率揚聲器，保證聲音清晰、洪亮；4、兼容數(shù)字和模擬通信模式，能自動切換；5、更持久的電池使用時間。相比模擬對講機(jī)，本實用新型的電源裝置可獲得近40%的額外工作時間。由于采用專用芯片設(shè)計，電路簡潔，通過軟件省電設(shè)計，具有省電功能，使整機(jī)功耗極低，有更長的待機(jī)時間；6、開機(jī)自檢功能，包括功放發(fā)射功率、電池電壓、聯(lián)網(wǎng)、天線斷路等自檢提示，方便使用和維護(hù)；7、語音加密和數(shù)據(jù)加密功能。采用先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)，如果信令或ID不匹配，語音信號是無法被監(jiān)聽的，從而最大限度地確保用戶通訊的私密性；8、豐富的業(yè)務(wù)功能。除了傳統(tǒng)的通信業(yè)務(wù)外，還支持多種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如短信息群發(fā)、組發(fā)和單發(fā)，信道掃描，一鍵報警，數(shù)傳功能等；9、GPS數(shù)據(jù)采集、存儲和顯示，定時向網(wǎng)管發(fā)送GPS數(shù)據(jù)，方便定位和跟蹤；10、800MHz尋呼機(jī)接收功能，實時接收到列車電臺發(fā)出的接近預(yù)警信息，在通信裝置發(fā)射狀態(tài)下，仍能接收尋呼信息，靈活方便，降低成本，能夠提醒作業(yè)人員及時下道避讓；11、通話可實時錄音，方便事后有據(jù)可查；12、具有二次開發(fā)接口，方便對講機(jī)功能擴(kuò)展。本實用新型的多頻無線數(shù)模兼容移動通信系統(tǒng)可采用同頻、異頻等多種不同的組網(wǎng)模式，加上相應(yīng)的網(wǎng)管設(shè)備、中繼設(shè)備和配套網(wǎng)管軟件的應(yīng)用，形成一整套完整的鐵路工務(wù)、電務(wù)、供電安全施工防護(hù)解決方案。

圖1為本實用新型的移動通信裝置的連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為列車靠近預(yù)警信號發(fā)送示意圖；圖3為采用光纖直放站的異頻組網(wǎng)示意圖；圖4為采用數(shù)字中繼器的同頻組網(wǎng)(組內(nèi)可以互通)示意圖；圖5為采用數(shù)字中繼器的同頻組網(wǎng)(組內(nèi)需要中繼)示意圖；圖6為采用光纖直放站加數(shù)字中繼器的同頻組網(wǎng)示意圖。
具體實施方式
以下通過具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步的描述。參照圖1，多頻無線數(shù)模兼容移動通信裝置，包括語音采集裝置1、語音播放裝置2、電源裝置3、按鍵裝置4、顯示裝置5、存儲裝置6、射頻裝置7以及與上述語音采集裝置1、語音播放裝置2、電源裝置3、按鍵裝置4、顯示裝置5、存儲裝置6和射頻裝置7相連的中央處理裝置8，中央處理裝置8包括有音頻功放電路11和基帶芯片12，音頻功放電路11與語音采集裝置I和語音播放裝置2相連用于將音頻信號進(jìn)行放大，基帶芯片12與射頻裝置7和音頻功放電路11相連用于將經(jīng)音頻功放電路11放大的音頻信號進(jìn)行AD采樣、語音處理和編碼得到4FSK信號后送至射頻裝置7，以及對射頻裝置7接收到的射頻信號進(jìn)行選頻、二次混頻、調(diào)制鑒頻得到4FSK信號后進(jìn)行基帶信號處理得到音頻信號。射頻裝置7包括有射頻接收電路13、射頻調(diào)制電路14、射頻功放電路15、鎖相環(huán)16、收發(fā)轉(zhuǎn)換電路17以及天線，收發(fā)轉(zhuǎn)換電路17與射頻接收電路13輸入端、射頻功放電路15輸出端和天線相連用于進(jìn)行收發(fā)電路的轉(zhuǎn)換；射頻功放電路15輸入端與射頻調(diào)制電路14輸出端相連用于將要發(fā)射的射頻信號進(jìn)行放大；射頻接收電路13輸出端和射頻調(diào)制電路14輸入端分別連至基帶芯片；鎖相環(huán)與射頻接收電路、射頻調(diào)制電路和基帶芯片相連，可采用ADF4216芯片。本實用新型還包括有GPS信號接收裝置21、開機(jī)自檢裝置22、以及800MHz呼喚機(jī)接收裝置23，該GPS信號接收裝置21與中央處理裝置8相連用于接收GPS信號進(jìn)行定位；開機(jī)自檢裝置22與中央處理裝置8相連用于進(jìn)行發(fā)射功率和天線駐波檢查、聯(lián)網(wǎng)自檢、電源電壓自檢和天線斷路自檢等；800MHz呼喚機(jī)接收裝置23與中央處理裝置8相連用于接收來自車站電臺的列車接近預(yù)警信號后送至中央處理裝置8，中央處理裝置8控制語音播放裝置2發(fā)出警告音。其中，800MHz呼喚機(jī)接收裝置23中的接收芯片可采用UAA2080芯片，其中UAA2080接口中一個輸入控制RE (數(shù)字)，另外一個數(shù)據(jù)輸出接口 DO。ADF4216接口 數(shù)據(jù)輸入DATA、時鐘輸入CLC、使能控制LE、失鎖檢查lock detect。UAA2080與MCU通信過程MCU在非發(fā)送數(shù)據(jù)狀態(tài)下，控制RE使芯片接收數(shù)據(jù)、MCU采用兩個輸入IO連接DO一個IO為中斷腳(下降沿中斷方式)當(dāng)中斷IO完成同步檢測后，中斷關(guān)閉，定時器開啟。另一腳采用1.2K bit/s速率采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)接收處理完成后，開啟中斷，等待下一個數(shù)據(jù)。多頻無線數(shù)模兼容移動通信系統(tǒng)，包括網(wǎng)管設(shè)備、中繼設(shè)備以及本實用新型的移動通信裝置。網(wǎng)管設(shè)備包括有PC機(jī)，對講機(jī)，外接音箱、外接麥克風(fēng)、錄音機(jī)以及配套的網(wǎng)管軟件，外接音箱、外接麥克風(fēng)和錄音機(jī)與PC機(jī)相連。網(wǎng)管軟件主要功能如下查詢對講機(jī)GPS數(shù)據(jù)，在地圖上顯示對講機(jī)位置；查詢發(fā)射功率及駐波比；查詢電池電量，預(yù)計待機(jī)時間和通話時間；短信廣播功能；接收短信記錄顯示功能；自動接收對講機(jī)告警信息及GPS數(shù)據(jù)。采用的組網(wǎng)方式如下1、一鍵報警鐵路沿線道口及高危點安全管理是鐵路安全工作的重中之重，道口發(fā)生故障，道口看守人員應(yīng)迅速果斷地執(zhí)行“先防護(hù)，后處理”的原則，盡力做到“寧停勿撞”，及時正確的設(shè)好防護(hù)，攔停列車。根據(jù)道口及高危點安全管理要求，結(jié)合工作人員無線通信方式，本實用新型的移動通信裝置能夠?qū)⒍x好的語音報警信息錄入，當(dāng)遇到緊急情況時通過一鍵觸發(fā)本實用新型的移動通信裝置報警，把預(yù)先錄入的報警語音信息播報出來并發(fā)送給靠近列車，靠近列車的機(jī)車臺收到信 息，然后進(jìn)行緊急制動，避免事故發(fā)生，方便快捷。(參照圖2)2、異頻組網(wǎng)網(wǎng)管設(shè)備的調(diào)度可以與管內(nèi)移動通信裝置內(nèi)進(jìn)行組呼和群呼，管內(nèi)通信裝置只可以和調(diào)度進(jìn)行通話?？梢圆捎迷械墓饫w直放站或者模擬中繼器進(jìn)行信號覆蓋，管內(nèi)移動通信裝置無法直接進(jìn)行通信，等同模擬通信系統(tǒng)。(參照圖3)3、同頻組網(wǎng)(組內(nèi)可以互通)，必須采用數(shù)字中繼器，進(jìn)行移頻中繼，或者使用光纖直放站，要求通信裝置接收頻率自動掃描，其中，每臺管內(nèi)通信裝置都可以組呼和群呼，可以一呼百應(yīng)。(參照圖4)[0044]4、同頻組網(wǎng)(組內(nèi)需要中繼)，采用數(shù)字中繼的方式。(參照圖5)5、同頻組網(wǎng)(組內(nèi)需要中繼)，采用光纖直放站加數(shù)字中繼的方式。(參照圖6)上述僅為本實用新型的一個具體實施方式
，但本實用新型的設(shè)計構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對本實用新型進(jìn)行非實質(zhì)性的改動，均應(yīng)屬于侵犯本實用新型保護(hù)范圍的行為。
權(quán)利要求1.多頻無線數(shù)模兼容移動通信裝置，其特征在于包括語音采集裝置、語音播放裝置、電源裝置、按鍵裝置、顯示裝置、存儲裝置、射頻裝置以及與上述語音采集裝置、語音播放裝置、電源裝置、按鍵裝置、顯示裝置、存儲裝置和射頻裝置相連的中央處理裝置，該中央處理裝置用于將通過語音采集裝置采集到的音頻信號進(jìn)行放大和基帶信號處理得到4FSK信號后送入射頻裝置進(jìn)行調(diào)制產(chǎn)生射頻信號后發(fā)出，以及將通過射頻裝置接收到的射頻信號進(jìn)行選頻、二次混頻、調(diào)制鑒頻得到4FSK信號后進(jìn)行基帶信號處理得到音頻信號，最后經(jīng)語音播放裝置播出。
2.如權(quán)利要求1所述的多頻無線數(shù)模兼容移動通信裝置，其特征在于所述中央處理裝置包括有音頻功放電路和基帶芯片，所述音頻功放電路與所述語音采集裝置和語音播放裝置相連用于將音頻信號進(jìn)行放大，所述基帶芯片與所述射頻裝置和音頻功放電路相連用于將經(jīng)音頻功放電路放大的音頻信號進(jìn)行AD采樣、語音處理和編碼得到4FSK信號后送至射頻裝置，以及對射頻裝置接收到的射頻信號進(jìn)行選頻、二次混頻、調(diào)制鑒頻得到4FSK信號后進(jìn)行基帶信號處理得到音頻信號。
3.如權(quán)利要求1或2所述的多頻無線數(shù)模兼容移動通信裝置，其特征在于所述射頻裝置包括有射頻接收電路、射頻調(diào)制電路、射頻功放電路、鎖相環(huán)、收發(fā)轉(zhuǎn)換電路以及天線，收發(fā)轉(zhuǎn)換電路與射頻接收電路輸入端、射頻功放電路輸出端和天線相連；射頻功放電路輸入端與射頻調(diào)制電路輸出端相連；射頻接收電路輸出端和射頻調(diào)制電路輸入端分別連至所述基帶芯片；鎖相環(huán)與射頻接收電路、射頻調(diào)制電路和基帶芯片相連。
4.如權(quán)利要求3所述的多頻無線數(shù)模兼容移動通信裝置，其特征在于還包括有GPS信號接收裝置，該GPS信號接收裝置與所述中央處理裝置相連用于接收GPS信號進(jìn)行定位。
5.如權(quán)利要求3或4所述的多頻無線數(shù)模兼容移動通信裝置，其特征在于還包括有開機(jī)自檢裝置，該開機(jī)自檢裝置與所述中央處理裝置相連用于進(jìn)行發(fā)射功率和天線駐波檢查、聯(lián)網(wǎng)自檢以及電源電壓自檢。
6.如權(quán)利要求5所述的多頻無線數(shù)模兼容移動通信裝置，其特征在于還包括有800MHz呼喚機(jī)接收裝置，該800MHz呼喚機(jī)接收裝置與所述中央處理裝置相連用于接收來自車站電臺的列車接近預(yù)警信號后送至所述中央處理裝置，所述中央處理裝置控制所述語音播放裝置發(fā)出警告音。
7.多頻無線數(shù)模兼容移動通信系統(tǒng)，其特征在于包括網(wǎng)管設(shè)備、至少一中繼設(shè)備以及權(quán)利要求1至6中所述的任一移動通信裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的多頻無線數(shù)模兼容移動通信系統(tǒng)，其特征在于所述網(wǎng)管設(shè)備包括有PC機(jī)，對講機(jī)，外接音箱、外接麥克風(fēng)、錄音機(jī)以及配套的網(wǎng)管軟件，所述外接音箱、外接麥克風(fēng)和錄音機(jī)與所述PC機(jī)相連。
9.如權(quán)利要求7所述的多頻無線數(shù)模兼容移動通信系統(tǒng)，其特征在于所述中繼設(shè)備為光纖直放站中繼器或者數(shù)字中繼器或者模擬中繼器。
專利摘要多頻無線數(shù)模兼容移動通信裝置，包括語音采集裝置、語音播放裝置、電源裝置、按鍵裝置、顯示裝置、存儲裝置、射頻裝置以及與上述語音采集裝置、語音播放裝置、電源裝置、按鍵裝置、顯示裝置、存儲裝置和射頻裝置相連的中央處理裝置。本實用新型以無線數(shù)字通信專用芯片芯片為核心，通過語音信號數(shù)字化處理模塊、信道編解碼功能模塊、射頻裝置、接口設(shè)計，可實現(xiàn)數(shù)字語音通信、編輯、收發(fā)短消息等功能。數(shù)字通信專用芯片集成度高，成本低，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，只需要配合一個外部存儲芯片、射頻裝置和相應(yīng)的外圍應(yīng)用電路就可以實現(xiàn)數(shù)字通信功能。
文檔編號H04B1/40GK202856722SQ20122056057
公開日2013年4月3日 申請日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月26日
發(fā)明者洪杰星, 馬宏平, 黃金興, 洪杰輝 申請人:泉州市鐵通電子設(shè)備有限公司