专利名称：具有多极总线结构并由移动物体承载的数字电台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有多级总线结构并由移动物体承载的数字电台，特别是指一种通过在多级总线上分别连接相应的功能模块以实现数字电台基本功能及扩展功能，并且可根据通讯的要求和工作环境任意变换通讯调制方式的数字电台。
保证通讯质量是电台最为重要的任务之一；在传统电台中，无论是传输的信息，还是电台的控制命令，基本上还都是模拟信号；模拟信号易收干扰，不稳定，因此，不利于保证通讯的质量。
抗干扰能力是电台的重要性能之一，特别对于交通工具机载电台而言，要保证电台在各个不同地域、各种环境条件下完成通信任务，就必须使该电台具有多种抗干扰的能力和技术手段。传统的电台结构单一，性能和功能有限，所以抗干扰的能力相对较差。
此外，对于交通工具机载电台而言，除了需要完成承载电台的交通工具与指挥部门的通信任务外，还应能将承载电台的交通工具上面所装备的各种传感器所采集的数据向地面指挥部门自动传输，使指挥部门对交通工具运行状况和所载设备的运转情况及时掌握；传统的电台由于其本身的结构和功能的缺陷，也无法承担上述的数据传输的任务。如果在飞行器具有上述功能的机载数字电台，地面上的航空指挥中心就可以及时了解各飞行器的飞行状态参数，特别时能及时发现飞行器的异常，为采取必要的措施，避免遭受更大的损失争取时间。例如如果2001年9月11日在美国纽约遭受恐怖袭击之前，能及时发现民航飞机被恐怖分子劫持后的航向，就可以及时发出警报，并且采取必要的措施控制损失的程度。
本发明的又一目的在于提供一种数字电台的多级总线及具有该多级总线结构的数字电台，该电台所要传输的信息和电台的控制命令全部数字化，有利于利用计算机技术对信源和信道进行各种编码、解码，进而提高通讯质量；也有利于通过数字加密的技术手段实现保密通讯。
本发明的另一目的在于提供一种数字电台的多级总线及具有该多级总线结构的数字电台，该电台具有多种通讯方式，并可相互切换以保证电台在各个不同地域、各种环境条件下都能完成通信任务。
本发明的目的是通过如下的技术方案实现的一种具有多级总线结构并由移动物体承载的数字电台，它至少设有第一级总线以及连接到该第一级总线的数字电台主功能模块；其中，该数字电台主功能模块至少包括第一主模块，用于发射信号；第二主模块，用于接收信号；第三主模块，用于对信源及信道进行编码或解码；第四主模块，用于调制或解调。
该第一级总线至少设有用于连接数字电台主功能模块的所有第一级信号及电源；该第一级信号至少包括第一级控制信号及第一级数据信号。
所述的数字电台主功能模块还包括第五主模块，用于语音数字化和数字语音化处理。
所述的数字电台主功能模块还包括第六主模块，用于数据采集和处理。
所述的数字电台主功能模块中设有用于与数字电台第二级功能模块连接的第二级总线。
所述的第二级总线至少设有用于连接数字电台第二级功能模块的所有第二级信号及电源，该第二级信号至少包括第二级控制信号及第二级数据信号。
所述的数字电台第二级功能模块为扩频/解扩模块。
所述的数字电台第二级功能模块为跳时/解跳模块。
所述的数字电台第二级功能模块为跳频/解跳模块。
所述的数字电台第二级功能模块为载波调制/解调模块。
所述的数字电台第二级功能模块中设有用于与数字电台第三级功能模块连接的第三级总线。
所述的第三级总线至少设有用于连接数字电台第三级功能模块的所有第三级信号及电源，该第三级信号至少设有第三级控制信号及第三级数据信号。
所述的数字电台第三级功能模块至少包括一个或一个以上的单频段载波调制解调子模块。
所述的第六主模块与装设在承载数字电台的移动物体上相应的探测装置及传感器连接，其处理探测装置及传感器采集的移动物体的运行数据，并将该数据自动发送到第四主模块进行调制后，再通过第一主模块发射。
本发明的数字电台具有多层次的总线结构，由可灵活连接到各层总线的功能模块的组合实现电台的功能，不必改进整个电台硬件就可以灵活地提高电台的性能，实现电台功能的扩展，并且该电台的维护方便；由于采用模块化的方式，该电台所要传输的信息和电台的控制命令可以全部数字化，因此有利于利用计算机技术对信源和信道进行各种编码、解码，进而提高通讯质量；更有利于通过数字加密的技术手段实现保密通讯；通过多级总线，该电台实现了多种通讯方式，并可相互切换，保证了电台在各个不同地域、各种环境条件下都能克服干扰并实现通信。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步的详细说明。
图2为本发明一实施例的单频段数字电台的结构示意图。
图3为本发明另一实施例的单频段数字电台的结构示意图。
图4为本发明又一实施例的单频段数字电台的结构示意图。
图5为本发明一实施例的双频段数字电台的结构示意图。
图6为本发明另一实施例的双频段数字电台的结构示意图。
图7为本发明又一实施例的双频段数字电台的结构示意图。
图8为本发明三频段数字电台的结构示意图。
图9为本发明一具有扩频功能的单频段数字电台的结构示意图。
图10为本发明另一具有扩频功能的单频段数字电台的结构示意图。
图11为本发明又一具有扩频功能的单频段数字电台的结构示意图。
图12为本发明一具有扩频功能的双频段数字电台的结构示意图。
图13为本发明另一具有扩频功能的双频段数字电台的结构示意图。
图14为本发明又一具有扩频功能的双频段数字电台的结构示意图。
图15为本发明同时具有扩频和跳频功能的三频段数字电台的结构示意图。
图16为本发明同时具有扩频、跳频及跳时功能的三频段数字电台的结构示意图。
由于所有该数字电台主功能模块都连接到第一级总线上，因此，该第一级总线上设有与所有数字电台主功能模块上的信号相对应，并且用于连接数字电台主功能模块的所有第一级信号及电源；其中，所述的第一级信号至少包括有第一级控制信号及第一级数据信号。
由移动物体承载的数字电台通常会由于移动物体本身物理位置的不断变化而处于各种各样的环境条件之中，因此不可避免地会遇到各种各样的干扰。为了能够在不同的地域和各种环境条件都能保证通讯的通畅，可以采取采用扩频、跳频、跳时等技术手段。为此，可在实现调制或解调主功能的第四主模块上可增加扩频、跳频、跳时的功能，这些增设的扩频、跳频、跳时功能以第二级功能模块的方式分别实现，并且该第二级模块连接到设在第四主模块中的第二级总线上。与此同时，信号的发射功能可以用单频段发射模块实现，然后，将工作在不同频段的各单频段发射模块连接到所述的第一主模块的第二级总线上，就可实现多频段发射；同样，信号的接收功能可以用单频段接收模块实现，然后，将工作在不同频段的各单频段接收模块连接到所述的第二主模块的第二级总线上，就实现多频段接收。与各单频段发射模块、接收模块相对应的载波调制解调子模块连接到设在属于第二级模块的调制解调模块的第三级总线上，通过各单频模块的各种组合，实现单频或多频段发射或接收的不同组合。
参见图2、图3、图4，在本发明的单频段数字电台实施例中，该数字电台具有三级总线结构及三级功能模块。其中，第一级总线为该数字电台的基本总线，所有该数字电台主功能模块都连接到第一级总线上，并通过这些数字电台主功能模块的组合，实现数字电台的基本功能；因此，该主功能模块至少包括有用于发射信号的第一主模块、用于接收信号的第二主模块、用于对信源及信道进行编码或解码的第三主模块、用于调制或解调的第四主模块；还可以包括用于语音数字化和数字语音化处理的第五主模块，以及用于数据采集和处理第六主模块。
如果移动物体承载的数字电台的通讯没有抗干扰和保密的要求，该在电台的调制解调模块的三级总线上可不连接扩频解扩、跳频解跳、跳时解跳等第三级模块。同时，如果该电台只涉及单频段通讯，则只要在各单频段载波调制解调子模块中选择所需的模块进行连接；由此可分别构成如图2、图3、图4所示的单频段数字电台。该单频段数字电台的结构简单，由于采用模块化的组合方式，其构成成本很低。如果需要在此基础上实现通讯的保密，则应在通讯数据中加设密匙。
参见图5、图6、图7、图8，在本发明的多频段数字电台实施例中，该数字电台具有三级总线结构及三级功能模块。其中，第一级总线为该数字电台的基本总线，所有该数字电台主功能模块都连接到第一级总线上，并通过这些数字电台主功能模块的组合，实现数字电台的基本功能；因此，该主功能模块至少包括有用于发射信号的第一主模块、用于接收信号的第二主模块、用于对信源及信道进行编码或解码的第三主模块、用于调制或解调的第四主模块；还可以包括用于语音数字化和数字语音化处理的第五主模块，以及用于数据采集和处理第六主模块。
如果移动物体承载的数字电台承担不同频段之间的通讯协调任务。则在相应的多个单频段载波调制解调子模块中选择所需的一个以上的单频段载波调制解调子模块连接到调制解调模块的三级总线上。由此构成如图5、图6、图7或图8所示的多频段数字电台。由此构成的数字电台能确保承载数字电台的移动物体与相应的部门之间的通讯。同样，该电台也不具有抗干扰的能力，如果需要在此基础上实现通讯的保密，则应在通讯数据中加设密匙。
参见图9、图10、图11，在本发明的多频段数字电台实施例中，该数字电台具有三级总线结构及三级功能模块。其中，第一级总线为该数字电台的基本总线，所有该数字电台主功能模块都连接到第一级总线上，并通过这些数字电台主功能模块的组合，实现数字电台的基本功能；因此，该主功能模块至少包括有用于发射信号的第一主模块、用于接收信号的第二主模块、用于对信源及信道进行编码或解码的第三主模块、用于调制或解调的第四主模块；还可以包括用于语音数字化和数字语音化处理的第五主模块，以及用于数据采集和处理第六主模块。
如果移动物体承载的数字电台承担的通讯需要具有具有抗干扰和保密的功能，可在电台的调制解调模块的二级总线上插装扩频/解扩子模块，形成图9、图10、图11所示的单频段直接序列扩频数传电台，或图12、图13、图14所示的双频段直接序列扩频/解频数字电台。为了对抗更为严重的干扰，还可在电台的调制解调模块的二级总线上装设跳频/解跳子模块及扩频/解扩子模块，形成图15所示的三频段跳频—直接序列扩频数字电台，或在电台的调制解调模块的二级总线上兼设跳时/解跳子模块、跳频/解跳子模块及扩频/解扩子模块，图16所示的三频段跳时—跳频—直接序列扩频数字电台。
如上所述，各下级模块通过设在其上层模块中的总线与上层模块连接，构成具有多级总线的数字电台，并且根据需要通过在各级总线上连接各种模块，实现对电台功能的扩展，达到抗干扰的目的。
参见图1，连接到第一级总线上的第六主模块可以与承载数字电台的移动物体上的数据探测装置或传感器连接，其处理探测装置及传感器采集的移动物体的运行数据，并将该数据发送到第四主模块进行调制后，再通过第一主模块发射出去。例如，本发明可通过其第六主模块与承载该数字电台的飞行器上的飞行探测装置或传感器连接，由此，该飞行器上的设备运行参数及飞行状况均可以由该第六主模块采集并且处理。同时，该第六主模块还可以利用连接到第一级总线上的第四主模块对该数据进行调制，然后通过第一主模块自动发射出去。这样，地面上的指挥控制中心就可以方便地获取各飞行器的飞行数据，而无须飞行器驾驶人员人工干预。特别是在对于飞行器的飞行状态出现异常或危险情况时，地面指挥控制中心可及时发现甚至直接采取必要的控制措施接管飞行器的控制权，以避免造成更大的损失。同样，对于远洋运输船舶而言，一旦通过本发明的数字电台发现航行中的异常，就可以及时采取营救措施。
权利要求
1.一种具有多级总线结构并由移动物体承载的数字电台，其特征在于它至少设有第一级总线以及连接到该第一级总线的数字电台主功能模块；其中，该数字电台主功能模块至少包括第一主模块，用于发射信号；第二主模块，用于接收信号；第三主模块，用于对信源及信道进行编码或解码；第四主模块，用于调制或解调。该第一级总线至少设有用于连接数字电台主功能模块的所有第一级信号及电源；该第一级信号至少包括第一级控制信号及第一级数据信号。
2.根据权利要求1所述的具有多级总线结构并由移动物体承载的数字电台，其特征在于所述的数字电台主功能模块还包括第五主模块，用于语音数字化和数字语音化处理。
3.根据权利要求1所述的具有多级总线结构并由移动物体承载的数字电台，其特征在于所述的数字电台主功能模块还包括第六主模块，用于数据采集和处理。
4.根据权利要求1或2或3所述的具有多级总线结构并由移动物体承载的数字电台，其特征在于所述的数字电台主功能模块中设有用于与数字电台第二级功能模块连接的第二级总线。
5.根据权利要求4所述的具有多级总线结构并由移动物体承载的数字电台，其特征在于所述的第二级总线至少设有用于连接数字电台第二级功能模块的所有第二级信号及电源，该第二级信号至少包括第二级控制信号及第二级数据信号。
6.根据权利要求5所述的具有多级总线结构并由移动物体承载的数字电台，其特征在于所述的数字电台第二级功能模块为扩频/解扩模块。
7.根据权利要求5所述的具有多级总线结构并由移动物体承载的数字电台，其特征在于所述的数字电台第二级功能模块为跳时/解跳模块。
8.根据权利要求5所述的具有多级总线结构并由移动物体承载的数字电台，其特征在于所述的数字电台第二级功能模块为跳频/解跳模块。
9.根据权利要求5所述的具有多级总线结构并由移动物体承载的数字电台，其特征在于所述的数字电台第二级功能模块为载波调制/解调模块。
10.根据权利要求5所述的具有多级总线结构并由移动物体承载的数字电台，其特征在于所述的数字电台第二级功能模块为一个或一个以上的单频段发射子模块，该单频段发射子模块连接到发射模块的第二级总线上。
11.根据权利要求5所述的具有多级总线结构并由移动物体承载的数字电台，其特征在于所述的数字电台第二级功能模块为一个或一个以上的单频段接收子模块，该单频段接收子模块连接到接收模块的第二级总线上。
12.根据权利要求7、8、9、10、11所述的具有多级总线结构并由移动物体承载的数字电台，其特征在于所述的数字电台第二级功能模块可任意组合，同时连接到第二级总线。
13.根据权利要求4所述的具有多级总线结构并由移动物体承载的数字电台，其特征在于所述的数字电台第二级功能模块中设有用于与数字电台第三级功能模块连接的第三级总线。
14.根据权利要求13所述的具有多级总线结构并由移动物体承载的数字电台，其特征在于所述的第三级总线至少设有用于连接数字电台第三级功能模块的所有第三级信号及电源，该第三级信号至少设有第三级控制信号及第三级数据信号。
15.根据权利要求13所述的具有多级总线结构并由移动物体承载的数字电台，其特征在于所述的数字电台第三级功能模块至少包括一个或一个以上的单频段载波调制解调子模块。
16.根据权利要求13所述的具有多级总线结构并由移动物体承载的数字电台，其特征在于所述的数字电台第三级功能模块为一个以上该单频段载波调制解调子模块的组合。
17.根据权利要求3所述的具有多级总线结构并由移动物体承载的数字电台，其特征在于所述的第六主模块与装设在承载数字电台的移动物体上相应的探测装置及传感器连接，其处理探测装置及传感器采集的移动物体的运行数据。
18.根据权利要求17所述的具有多级总线结构并由移动物体承载的数字电台，其特征在于所述的第六主模块还可将探测装置及传感器采集的移动物体的运行数据自动发送到第四主模块进行调制后，再通过第一主模块发射。
全文摘要
一种具有多级总线结构并由移动物体承载的数字电台，至少设有第一级总线以及连接到该第一级总线的数字电台主功能模块；其具有多层次的总线结构，由连接到各层总线的功能模块的组合实现电台的功能，不必改进整个电台硬件就可提高电台的性能，实现功能的扩展，且维护方便；由于采用模块化的方式，该电台所要传输的信息和电台的控制命令可以全部数字化，有利于用计算机技术对信源和信道进行编码、解码，提高通讯质量；有利于实现保密通讯；通过多级总线实现了多种通讯方式，并可相互切换，保证了电台在各个不同地域、各种环境条件下都能克服干扰并实现通信。
文档编号H04B1/38GK1411153SQ0114199
公开日2003年4月16日 申请日期2001年9月27日 优先权日2001年9月27日
发明者林星山, 查光明, 张德福 申请人:保利通信公司