無(wú)線數(shù)字對(duì)講卡的制作方法
【專利摘要】無(wú)線數(shù)字對(duì)講卡，涉及一種可通過(guò)數(shù)據(jù)接口與主機(jī)平臺(tái)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)字對(duì)講機(jī)功能的無(wú)線數(shù)字對(duì)講卡。所述無(wú)線數(shù)字對(duì)講卡包括第1模塊～第4模塊及天線，第1模塊為功率放大電路模塊，第2模塊為無(wú)線收發(fā)芯片模塊，第3模塊為USB轉(zhuǎn)串口芯片模塊，第4模塊為USB接口模塊；第4模塊外接主機(jī)平臺(tái)，第3模塊與第4模塊電信號(hào)連接，第2模塊與第3模塊電信號(hào)連接，第1模塊與第2模塊電信號(hào)連接，第1模塊通過(guò)天線接口接天線。
【專利說(shuō)明】無(wú)線數(shù)字對(duì)講卡
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電子通信【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種可通過(guò)數(shù)據(jù)接口與主機(jī)平臺(tái)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)字對(duì)講機(jī)功能的無(wú)線數(shù)字對(duì)講卡。
【背景技術(shù)】
[0002]移動(dòng)通信系統(tǒng)按其使用性質(zhì)可以分為公用移動(dòng)通信系統(tǒng)和專用移動(dòng)通信系統(tǒng)。數(shù)字對(duì)講機(jī)是專用移動(dòng)通信系統(tǒng)的重要組成部分，具有指揮、調(diào)度的功能。其最顯著特征在于:采用PTT(Push To Talk)方式觸發(fā)語(yǔ)音通信，連接速度極快，一按即通。數(shù)字對(duì)講機(jī)組成的數(shù)字集群通信系統(tǒng)是共享資源、分擔(dān)費(fèi)用、共用信道設(shè)備及服務(wù)的多用途高效能的無(wú)線調(diào)度通信系統(tǒng)。由于集群系統(tǒng)主要側(cè)重于指揮、聯(lián)絡(luò)、調(diào)度，其應(yīng)用需求可遍及鐵道運(yùn)輸、公路交通、民航航運(yùn)、公安消防以及重大事件與突發(fā)事件應(yīng)對(duì)等各行各業(yè)的方方面面。
[0003]數(shù)字對(duì)講機(jī)是將語(yǔ)音信號(hào)數(shù)字化，以數(shù)字編碼形式傳播，也就是說(shuō)，對(duì)講機(jī)傳輸頻率上的全部調(diào)制均為數(shù)字。數(shù)字對(duì)講機(jī)協(xié)議嚴(yán)格按照簡(jiǎn)化的OSI分層模型設(shè)計(jì)，自下而上分為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、呼叫控制層。物理層主要功能包括基帶信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)、發(fā)送與接收之間的切換、頻率和符號(hào)的同步、突發(fā)的形成。數(shù)據(jù)鏈路層用于處理邏輯連接，主要包括信道編解碼(FEC，CRC)、交織/去交織、確認(rèn)和重傳、媒介接入控制和信道管理、幀、超幀的形成、幀同步、鏈路尋址、信令和數(shù)據(jù)交換功能。呼叫控制層提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和語(yǔ)音業(yè)務(wù)，主要包括呼叫建立、保持、終止；單呼和群呼的發(fā)送與接收；目的尋址；數(shù)據(jù)呼叫控制功能。
[0004]由于數(shù)據(jù)對(duì)講機(jī)協(xié)議規(guī)定的數(shù)據(jù)速率較低，因此必須采用低碼率的語(yǔ)音編碼技術(shù)。相比于公用無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)采用的RPE-LTP編碼方案，由于碼率較高，并不適用于數(shù)字對(duì)講機(jī)信道。應(yīng)用于數(shù)字對(duì)講機(jī)的語(yǔ)音編碼需要更好的話音質(zhì)量，較低的算法時(shí)延和較低編碼速率。一種優(yōu)秀的語(yǔ)音編碼技術(shù)可以有效降低信息存儲(chǔ)量、提高信道利用率。物理層采用超低功耗無(wú)線收發(fā)技術(shù)，集成高性能射頻收發(fā)芯片。無(wú)線對(duì)講卡與智能平臺(tái)采用數(shù)據(jù)接口連接。
[0005]主機(jī)平臺(tái)可采用Linux, Android, IOS, Windows等操作系統(tǒng),只要是CPU能運(yùn)行數(shù)字對(duì)講機(jī)協(xié)議層軟件，具有音頻編解碼芯片，麥克風(fēng)，揚(yáng)聲器等設(shè)備都可以作為主機(jī)平臺(tái)，通過(guò)數(shù)據(jù)接口連接無(wú)線數(shù)字對(duì)講卡，接入數(shù)字對(duì)講機(jī)信道。
[0006]但由于存在傳輸距離短、通話效果不夠高保真等技術(shù)問(wèn)題，因此目前還沒(méi)有人提出基于智能平臺(tái)的無(wú)線數(shù)字對(duì)講卡的具體技術(shù)方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型的目的是提供一種基于主機(jī)平臺(tái)的無(wú)線數(shù)字對(duì)講卡，通過(guò)主機(jī)平臺(tái)CPU的強(qiáng)大處理性能，實(shí)現(xiàn)數(shù)字對(duì)講機(jī)軟件和數(shù)字對(duì)講語(yǔ)音編碼，使用數(shù)字對(duì)講機(jī)信道進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)通信，可實(shí)現(xiàn)手機(jī)，平板電腦，PC機(jī)等通過(guò)數(shù)字對(duì)講機(jī)信道進(jìn)行語(yǔ)音和數(shù)據(jù)的傳輸。
[0008]所述無(wú)線數(shù)字對(duì)講卡包括第I模塊?第4模塊及天線，第I模塊為功率放大電路模塊，第2模塊為無(wú)線收發(fā)芯片模塊，第3模塊為USB轉(zhuǎn)串口芯片模塊，第4模塊為USB接口模塊；第4模塊外接主機(jī)平臺(tái)，第3模塊與第4模塊電信號(hào)連接，第2模塊與第3模塊電信號(hào)連接，第I模塊與第2模塊電信號(hào)連接，第I模塊通過(guò)天線接口接天線。
[0009]所述無(wú)線數(shù)字對(duì)講卡最好還設(shè)有第5模塊，第5模塊為指示燈模塊，第5模塊與第2模塊電信號(hào)連接，第5模塊用于表明工作狀態(tài)。
[0010]所述第I模塊最好采用低噪放芯片。
[0011]所述第2模塊可采用TI公司產(chǎn)品型號(hào)為CC1120的芯片，CC1120的芯片支持的調(diào)制格式有2FSK，4FSK等，是一款窄帶超低功耗無(wú)線射頻收發(fā)芯片。
[0012]所述第2模塊可通過(guò)串口連接第3模塊。
[0013]所述第3模塊最好采用USB轉(zhuǎn)串口芯片，芯片型號(hào)可為CP2102。
[0014]所述第4模塊的USB接口最好為mirco USB接口，micro USB是一個(gè)5pin的接口，支持0TG。該數(shù)據(jù)接口具有體積小，可靠性好的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于當(dāng)前的智能手機(jī)或平板電腦，數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)480Mb/s。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實(shí)用新型的工作原理及優(yōu)點(diǎn)如下:
[0016]使用時(shí),無(wú)線數(shù)字對(duì)講卡可通過(guò)micro USB接口連接主機(jī)平臺(tái)，如Android操作系統(tǒng)智能手機(jī)。涉及音頻編解碼、麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器等模塊可以利用智能平臺(tái)自身內(nèi)部的AudioHub CODEC芯片、I2S接口、麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器實(shí)現(xiàn)。所述對(duì)講機(jī)協(xié)議，語(yǔ)音編解碼采用軟件實(shí)現(xiàn)。調(diào)制后的信號(hào)經(jīng)過(guò)放大電路放大后由天線發(fā)射出去。接收時(shí)天線接收的信號(hào)經(jīng)過(guò)低噪放和射頻芯片處理的信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)接口給主機(jī)平臺(tái)上運(yùn)行的協(xié)議層軟件進(jìn)行處理。指示燈用于表明無(wú)線數(shù)字對(duì)講卡的工作狀態(tài)。語(yǔ)音發(fā)送時(shí)把模擬的聲音信號(hào)采樣，量化為數(shù)字信號(hào)，主機(jī)平臺(tái)中的語(yǔ)音編解碼軟件壓縮音頻信號(hào)的碼率。接收到語(yǔ)音信號(hào)時(shí)，語(yǔ)音編解碼軟件對(duì)語(yǔ)音碼流進(jìn)行解碼和解壓縮，通過(guò)CODEC芯片進(jìn)行重建，重建后的模擬信號(hào)放大以后從揚(yáng)聲器輸出。無(wú)線數(shù)字對(duì)講卡具有跨平臺(tái)通信特性，各種平臺(tái)(如智能手機(jī)、PC機(jī)、平板電腦等)之間都可以通過(guò)接入無(wú)線數(shù)字對(duì)講卡進(jìn)行無(wú)線通信。
[0017]由于采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)為:
[0018]1、可以使任何一個(gè)符合條件的智能設(shè)備通過(guò)數(shù)字對(duì)講機(jī)信道進(jìn)行通信，不同于使用公眾移動(dòng)通信系統(tǒng)進(jìn)行通信。該方案通信不通過(guò)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)，無(wú)話費(fèi)和數(shù)據(jù)費(fèi)。
[0019]2、可以克服手機(jī)在緊急情況下通信功能可能中斷的問(wèn)題。在遇到突發(fā)災(zāi)難的情況下，比如汶川地震，余姚水災(zāi)，導(dǎo)致基站供電中斷，手機(jī)通信無(wú)法接通。該方案在應(yīng)對(duì)這種情況下有很大優(yōu)勢(shì)。
[0020]3、公眾移動(dòng)通信是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通話，用戶獨(dú)占一條信道，對(duì)呼叫建立的時(shí)間沒(méi)有苛刻的要求，一般都在幾秒至十幾秒的時(shí)間；而集群通信大多是點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通話，用戶共享信道是必要的關(guān)鍵技術(shù)，像一般的大企業(yè)通常要求一個(gè)小區(qū)具有容納多個(gè)大組，一個(gè)組又具有容納成百上千用戶的能力，集群通信的一呼百應(yīng)功能是公眾移動(dòng)通信不能比擬的。
[0021]4、當(dāng)前數(shù)字集群通信系統(tǒng)的成本居高不下，一臺(tái)專用的數(shù)字對(duì)講機(jī)要4千元以上，這就阻礙了集群通信技術(shù)的普及。本方案基于現(xiàn)有的主機(jī)平臺(tái)，當(dāng)今智能手機(jī)與平板電腦幾乎人手一臺(tái)，PC機(jī)更是早已普及，很多人可能需要智能終端具有對(duì)講機(jī)的功能。本實(shí)用新型可很好解決這一問(wèn)題?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的電路組成框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例所述無(wú)線數(shù)字對(duì)講卡包括第I模塊I?第5模塊5及天線，第I模塊I為功率放大電路模塊，第2模塊2為無(wú)線收發(fā)芯片模塊(Transceiver)，第3模塊3為USB轉(zhuǎn)串口芯片模塊，第4模塊4為USB接口模塊，第5模塊5為指示燈模塊；
[0024]第4模塊4外接主機(jī)平臺(tái)，第3模塊3與第4模塊4電信號(hào)連接，第2模塊與第3模塊電信號(hào)連接，第I模塊與第2模塊電信號(hào)連接，第I模塊通過(guò)天線接口(ANT)接天線。第5模塊5與第2模塊2電信號(hào)連接，第5模塊5用于表明工作狀態(tài)。
[0025]所述第I模塊I采用低噪放芯片。所述第2模塊2采用TI公司產(chǎn)品型號(hào)為CC1120的芯片，CC1120的芯片支持的調(diào)制格式有2FSK，4FSK等，是一款窄帶超低功耗無(wú)線射頻收發(fā)芯片。所述第2模塊2通過(guò)串口連接第3模塊3，所述第3模塊3采用USB轉(zhuǎn)串口芯片，芯片型號(hào)為CP2102。所述第4模塊的USB接口是mirco USB接口，micro USB是一個(gè)5pin的接口，支持0TG。該數(shù)據(jù)接口具有體積小，可靠性好的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于當(dāng)前的智能手機(jī)或平板電腦，數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)480Mb/s。
[0026]數(shù)字對(duì)講機(jī)協(xié)議采用DMR (Digital Mobile Radio)數(shù)字集群通信標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)是ETSI (歐洲通信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì))設(shè)計(jì)、制訂的開(kāi)放性標(biāo)準(zhǔn)。DMR標(biāo)準(zhǔn)采用TDMA (雙時(shí)隙)多址方式，12.5KHz信道間隔、4FSK調(diào)制方式、數(shù)據(jù)傳輸速率為9.6Kb/s。
[0027]語(yǔ)音壓縮算法采用AMBE算法，通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)，AMBE是基于MBE算法基礎(chǔ)上的語(yǔ)音壓縮算法。根據(jù)Comsat實(shí)驗(yàn)室所作的性能測(cè)試表明，3.6kbps的AMBE語(yǔ)音編解碼算法性能明顯優(yōu)于4.15kbps的Inmarsat-M算法,與8kbps的VSELP語(yǔ)音編解碼算法性能相當(dāng)。AMBE是一種既滿足低速率傳輸要求，又具有高通話質(zhì)量的語(yǔ)音壓縮算法。
[0028]DMR協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層和呼叫控制層協(xié)議由手機(jī)處理器中的軟件實(shí)現(xiàn)。在發(fā)送語(yǔ)音信號(hào)時(shí)，MIC把模擬聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電平信號(hào)，經(jīng)過(guò)WM5102芯片中的AD，采樣量化為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過(guò)I2S接口發(fā)送給CPU, APQ8064芯片中運(yùn)行的語(yǔ)音編碼軟件，把比特率降到4.8kbps以下。經(jīng)過(guò)DMR協(xié)議層軟件進(jìn)行信道編碼，交織、比特排序等功能后形成幀、超幀，由mircoUSB傳到無(wú)線數(shù)字對(duì)講模塊進(jìn)行物理層處理。發(fā)送數(shù)據(jù)信息如短信時(shí)，不需要通過(guò)音頻編碼軟件，直接通過(guò)協(xié)議層軟件編碼后發(fā)送即可。接收過(guò)程中，天線接收的信號(hào)經(jīng)低噪放放大，CC1120芯片進(jìn)行物理層處理后的信號(hào)經(jīng)過(guò)micro USB接口發(fā)送給APQ8064。CPU中協(xié)議層軟件進(jìn)行解碼，去交織的信號(hào)，經(jīng)過(guò)語(yǔ)音解碼，通過(guò)Audio Hub CODEC中的DA處理，經(jīng)過(guò)放大后從揚(yáng)聲器中播放。如接收到數(shù)字信號(hào)經(jīng)協(xié)議層軟件解碼后在手機(jī)屏幕顯示。
[0029]本實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音實(shí)時(shí)對(duì)講，短信發(fā)送，圖片發(fā)送等功能，具有實(shí)用意義。使用時(shí)，智能手機(jī)，PC機(jī)，平板電腦均可通過(guò)USB接口連接無(wú)線數(shù)字對(duì)講卡，智能手機(jī)和平板電腦通過(guò)無(wú)線數(shù)字對(duì)講機(jī)信道進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信。PC機(jī)發(fā)送的信號(hào)經(jīng)數(shù)字對(duì)講機(jī)中轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)給平板電腦。該圖說(shuō)明了無(wú)線數(shù)字對(duì)講卡的跨平臺(tái)通信特性，各種平臺(tái)之間都可以通過(guò)接入無(wú)線數(shù)字對(duì)講卡進(jìn)行無(wú)線通信。
【權(quán)利要求】
1.無(wú)線數(shù)字對(duì)講卡，其特征在于，包括第I模塊?第4模塊及天線，第I模塊為功率放大電路模塊，第2模塊為無(wú)線收發(fā)芯片模塊，第3模塊為USB轉(zhuǎn)串口芯片模塊，第4模塊為USB接口模塊；第4模塊外接主機(jī)平臺(tái)，第3模塊與第4模塊電信號(hào)連接，第2模塊與第3模塊電信號(hào)連接，第I模塊與第2模塊電信號(hào)連接，第I模塊通過(guò)天線接口接天線。
2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線數(shù)字對(duì)講卡，其特征在于，所述無(wú)線數(shù)字對(duì)講卡還設(shè)有第5模塊，第5模塊為指示燈模塊，第5模塊與第2模塊電信號(hào)連接。
3.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線數(shù)字對(duì)講卡，其特征在于，所述第I模塊采用低噪放芯片。
4.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線數(shù)字對(duì)講卡，其特征在于，所述第2模塊通過(guò)串口連接第3模塊。
5.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線數(shù)字對(duì)講卡，其特征在于，所述第3模塊采用USB轉(zhuǎn)串口芯片。
6.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線數(shù)字對(duì)講卡，其特征在于，所述第4模塊的USB接口為mircoUSB 接口。
【文檔編號(hào)】H04B1/38GK203645662SQ201320890064
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】張貽雄, 石江宏, 李耿民, 黃慶, 洪逸飛 申請(qǐng)人:廈門(mén)大學(xué)