基于码分多址编码方式的船载卫星宽带通信调制解调器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于码分多址编码方式的船载卫星宽带通信调制解调器，包括壳体，在壳体上的LCD显示屏、键盘及RS-485接口，在壳体内部安装的包括发射信号处理单元、接收信号处理单元及处理单元构成的内部电路，其中，发射信号处理单元包括依次连接信号源接口、成帧器、编码器和扩频调制器；接收信号处理单元包括依次连接的扩频解调器、解码器、信号分配器和终端机接口；处理单元包括处理芯片及分别与处理芯片连接的显示单元、操作单元、PN注码器及电源单元。本发明能够对抗船舶电磁干扰，可能性稿，为船舶保密通信提供技术保障。
【专利说明】基于码分多址编码方式的船载卫星宽带通信调制解调器
【技术领域】
[0001]本发明属于船载卫星通讯【技术领域】，特别是一种基于码分多址编码方式的船载卫星宽带通信调制解调器。
【背景技术】
[0002]对于远离陆地的移动船舶而言，如要实现大数据量的实施通信，在可知的技术范围内，非卫星通信莫属。在已经应用的船舶卫星通信技术中，主要有国际海事卫星组织的FB系统(简称:INMARSAT FB)和直接将陆地广泛应用的VSAT系统搬到船舶的船载VSAT设备，两种系统各有优缺点，但均不能完全满足船舶未来大数据量的高速通信。现分别介绍如下:
[0003]INMARSAT FB，工作在 L 波段，提供 QOS 保证 IP 速率业务(Stream IP) (32,64,128，256kbps)，单一设备数据通信速率最高速度可达432kbps，提供双向短信及语音信箱业务，可以实现留言、呼叫等待、转移、禁止、保持等。设备适应海上工作环境。但由于其工作在L波段，频谱资源有限，限定了同一时刻参与通信的终端数量，所以，只好利用价格杠杆限制用户大数据量使用，以保障系统的正常运行。
[0004]VSAT系统由室外单元和室内单元组成。室外单元即射频设备，包括小口径天线、上下变频器和各种放大器；室内单元即中频及基带设备，包括调制解调器、编译码器等，其具体组成因业务类型不同而略有不同。VSAT系统工作在c、ku或ka波段，特别是ku或ka波段设备，由于其频谱资源丰富，近年来发展迅速。但由于船载VSAT设备是由陆地设备直接转换而来，存在诸多不适应运动中船只这个特殊移动载体的情况，特别是船载VSAT系统中调制解调器的工作方式为多频时分多址接入(MF-TDMA)，在这种方式下，各个用户终端共享一系列不同速率的载波，每个载波进行时隙划分，所以存在需要多个载波上实现全网同步，资源分配算法复杂等缺点，又由于是多载波工作，因此会带来互调噪声的影响、天线口径不能过小、要保证一定发射功率等诸多缺陷。而且，现有技术主要应用于陆地网络，未考虑紧急情况下的电源供应、救援通信等船舶特殊需求，不能更好地满足船载宽带通讯要求的抗干扰、体积小、重量轻、应急情况适应电池供电等特点。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对现有技术的不足，而提出一种基于码分多址编码方式的船载卫星宽带通信调制解调器。
[0006]本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
[0007]—种基于码分多址编码方式的船载卫星宽带通信调制解调器，包括壳体，在壳体的前面板上部安装有LCD显示屏，在LCD显示屏下部制有键盘，在壳体的右侧制有RS-485接口，在壳体内部安装有包括发射信号处理单元、接收信号处理单元及处理单元构成的内部电路，
[0008]其中，发射信号处理单元包括依次连接信号源接口、成帧器、编码器和扩频调制器；
[0009]其中，接收信号处理单元是发射信号处理单元的信号还原过程单元，包括依次连接的扩频解调器、解码器、信号分配器和终端机接口 ；
[0010]其中，处理单元包括处理芯片及分别与处理芯片连接的显示单元、操作单元、PN注码器及电源单元。
[0011]而且，所述发射信号处理单元包括的各部分具有以下特性:
[0012]所述信号源接口:用于完成各种信号的前期处理，包括电话/传真信号的接入、各类数字型信号源的接入接口及IP网络信号的接入接口 ；
[0013]所述成帧器:负责将不同性质的信号进行打包处理，形成编码器所要求的一帧一帧的数字信号；编码器的作用是完成成帧器送来的一帧一帧信号的编码，为下一级扩频调制器做前期准备；
[0014]所述编码器:包括RS编码器及FEC编码器，它们分别对前一级送来的信号进行各自标准的编码工作；
[0015]所述扩频调制器:它采用扩频技术将经过FEC编码后的帧信号与PN注码器送来的伪码信号进行有据可循的扩频调制，产生包括伪码在内的宽带调制中频信号，经过电平设置处理后送给卫星功率放大器。
[0016]而且，所述接收信号处理单元包括的各部分具有以下特性:
[0017]所述扩频解调器:是将卫星天线接收处理后的中频信号进行去除伪码，还原有信息的有用信号，它将根据接收到的引导信号送给处理芯片进行PN注码器的设置，使其产生与发送端扩频调制相同的伪码数列并送给扩频解码器，扩频解码器将对接收信号和PN注码器送到的伪码数列信号进行解调，取出只含有FEC编码的有用信号并送给FEC解码器；
[0018]所述解码器:包括FEC解码器和RS解码器，它们完成各自标准的解码任务，最终取出通信传输的各种信号；
[0019]所述信号分配器:是将解调后的各类信号分发给相应接口电路；
[0020]所述终端机接口:负责连接终端设备；
[0021]而且，所述处理单元包括的各部分具有以下特性:
[0022]所述处理芯片:负责接受键盘的指令、控制显示屏显示、控制PN注码器的数列编码、分析接收到的引导信号的信息并根据该信息去控制为扩频解码器的PN注码器的数列编码；
[0023]所述显示单元:即为安装在壳体前面板上部的IXD显示屏；
[0024]所述PN注码器:的任务是根据处理芯片提供的数据进行产生伪码数列信号，分别提供给扩频编码器和扩频解码器；
[0025]所述电源单元:为本设备提供各种稳压电源。
[0026]本发明的优点和积极效果是
[0027]1、本发明的调制解调器采用码分多址编码方式对抗船舶电磁环境、海上多路径干扰，从而为船载VSAT设备的率降低、体积减小提供理论上的可能性。
[0028]2、本发明的调制解调器采用码分多址编码方式，为特殊船舶的保密通信提供技术保障。
[0029]3、本发明采用船舶通用的DC24V供电体系，便于应急电源接入，在船舶发电机发生故障时，保障通信畅通。
[0030]4、本发明的调制解调器提供专用的话音信道，该语音信道既可以提供正常语音通信、传真通信，又可以当数据网络不能正常工作时，直接连通至其它通信网络，适应船舶应急通信需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1是发明的外部结构示意图；
[0032]图2本发明调制解调器的内部电路原理图。
【具体实施方式】
[0033]以下结合附图对本发明实施做进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
[0034]一种基于码分多址编码方式的船载卫星宽带通信调制解调器，如图1所示，包括壳体1，在壳体的前面板上部安装有LCD显示屏2，在LCD显示屏板下部制有键盘3，在壳体的右侧制有RS-485接口，用于远端监控终端的配置和运行状态，在壳体内部安装有内部电路，如图2所示，所述电路包括发射信号处理单元、接收信号处理单元及处理单元构成，
[0035]其中，发射信号处理单元包括依次连接信号源接口电路、成帧器、编码器和扩频调制器；
[0036]信号接口电路:用于完成各种信号的前期处理，包括电话/传真信号的接入、各类数字型信号源的接入、IP网络信号的接入；
[0037]成帧器:负责将3类不同性质的信号进行打包处理，形成编码器所要求的一帧一帧的数字信号；编码器的作用是完成成帧器送来的一帧一帧信号的编码，为下一级扩频调制器做前期准备；
[0038]编码器:包括RS编码器(也叫线性分组循环编码器,Reed-Solomon encoder)；, FEC编码器(也叫向前纠错编码器Forward Error Correction encoder),它们分别对前一级送来的信号进行各自标准的编码工作；
[0039]扩频调制器:是该调制解调器的核心，新型通信模式是在此调制器中得以实现，它采用扩频技术将经过FEC编码后的帧信号与PN注码器(也叫白噪声注码器Pseudo-Noisecode generator)送来的伪码信号进行有据可循的扩频调制，产生包括伪码在内的宽带调制中频(IF)信号，经过电平设置等环节处理后送给卫星功率放大器。
[0040]其中，接收信号处理单元是发射信号处理单元的信号还原过程单元，包括依次连接的扩频解调器、解码器、信号分配器和终端机接口电路，
[0041]扩频解调器:是将卫星天线接收处理后的中频(IF)信号的进行去除伪码，还原有信息的有用信号；它将根据接收到的引导信号送给程序处理器进行PN注码器的设置，使其产生与发送端扩频调制相同的伪码数列并送给扩频解码器，扩频解码器将对接收信号和PN注码器送到的伪码数列信号进行解调，取出只含有FEC编码的有用信号并送给FEC解码器；
[0042]解码器:包括FEC解码器和RS解码器，它们完成各自标准的解码任务，最终取出通信传输的各种信号；[0043]信号分配器:是将解调后的各类信号分发给相应接口电路；
[0044]终端机接口电路:负责连接终端设备；
[0045]其中，处理单元包括处理芯片及分别与处理芯片连接的显示单元、操作单元、PN注码器及电源单元。
[0046]处理芯片:负责接受键盘的指令、控制显示屏显示、控制PN注码器的数列编码、分析接收到的引导信号的信息并根据该信息去控制为扩频解码器的PN注码器的数列编码；
[0047]显示单元:即为安装在壳体前面板上部的IXD显示屏；
[0048]PN注码器:的任务是根据处理芯片提供的数据进行产生伪码数列信号，分别提供给扩频编码器和扩频解码器；
[0049]电源单元:为本设备提供各种稳压电源。
[0050]本发明调制解调器可以提供2个专用的话音信道，该语音信道既可以提供正常语音通信、传真通信，又可以当数据网络不能正常工作时，直接连通至其它通信网络。该信道采用先进的数字话音压缩技术，符合G.729国际标准，传输速率为8kbps，并具有内置的数字回音抑制设备，可以提供长话质量的电话业务。话音信道可以在现场被配置成FXS或FXO标准的接口，与PSTN或一个PBX (PABX)连接提供电话业务。系统通过话音信道也可以支持三类传真业务，这种传输与标准的电话线路对传真业务的支持是一样的。
[0051]数据信道支持9.6kbps-1024kbps的同步数据，对终端系统提供标准的10/100BaseT以太网接口，物理接口为RJ45，与用户数据终端相连提供基于IP平台的数据业务。
【权利要求】
1.一种基于码分多址编码方式的船载卫星宽带通信调制解调器，其特征在于:包括壳体，在壳体的前面板上部安装有LCD显示屏，在LCD显示屏下部制有键盘，在壳体的右侧制有RS-485接口，在壳体内部安装有包括发射信号处理单元、接收信号处理单元及处理单元构成的内部电路， 其中，发射信号处理单元包括依次连接信号源接口、成帧器、编码器和扩频调制器；其中，接收信号处理单元是发射信号处理单元的信号还原过程单元，包括依次连接的扩频解调器、解码器、信号分配器和终端机接口 ； 其中，处理单元包括处理芯片及分别与处理芯片连接的显示单元、操作单元、PN注码器及电源单元。
2.根据权利要求1所述的基于码分多址编码方式的船载卫星宽带通信调制解调器，其特征在于所述发射信号处理单元包括的各部分具有以下特性: 所述信号源接口:用于完成各种信号的前期处理，包括电话/传真信号的接入、各类数字型信号源的接入接口及IP网络信号的接入接口 ； 所述成帧器:负责将不同性质的信号进行打包处理，形成编码器所要求的一帧一帧的数字信号；编码器的作用是完成成帧器送来的一帧一帧信号的编码，为下一级扩频调制器做前期准备； 所述编码器:包括RS编码器及FEC编码器，它们分别对前一级送来的信号进行各自标准的编码工作； 所述扩频调制器:它采用扩频技术将经过FEC编码后的帧信号与PN注码器送来的伪码信号进行有据可循的扩频调制，产生包括伪码在内的宽带调制中频信号，经过电平设置处理后送给卫星功率放大器。
3.根据权利要求1所述的基于码分多址编码方式的船载卫星宽带通信调制解调器，其特征在于所述接收信号处理单元包括的各部分具有以下特性: 所述扩频解调器:是将卫星天线接收处理后的中频信号进行去除伪码，还原有信息的有用信号，它将根据接收到的引导信号送给处理芯片进行PN注码器的设置，使其产生与发送端扩频调制相同的伪码数列并送给扩频解码器，扩频解码器将对接收信号和PN注码器送到的伪码数列信号进行解调，取出只含有FEC编码的有用信号并送给FEC解码器； 所述解码器:包括FEC解码器和RS解码器，它们完成各自标准的解码任务，最终取出通信传输的各种信号； 所述信号分配器:是将解调后的各类信号分发给相应接口电路； 所述终端机接口:负责连接终端设备。
4.根据权利要求1所述的基于码分多址编码方式的船载卫星宽带通信调制解调器，其特征在于所述处理单元包括的各部分具有以下特性: 所述处理芯片:负责接受键盘的指令、控制显示屏显示、控制PN注码器的数列编码、分析接收到的引导信号的信息并根据该信息去控制为扩频解码器的PN注码器的数列编码；所述显示单元:即为安装在壳体前面板上部的LCD显示屏； 所述PN注码器:的任务是根据处理芯片提供的数据进行产生伪码数列信号，分别提供给扩频编码器和扩频解码器； 所述电源单元:为本设备提供各种稳压电源。
【文档编号】H04B1/7176GK103716066SQ201310747020
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月25日 优先权日:2013年12月25日
【发明者】李猛山, 杨春时 申请人:天津海洋数码科技有限公司