专利名称：机动车扩频码分多址和双频点通信的方法
技术领域：
本发明涉及一种机动车扩频码分多址和双频点通信的方法，特别是指一种采用扩频码分多址的方法发射该机动车辆的位置信息，利用时分轮询的方式接收该机动车辆的位置信息，并且利用双频点通信同时实现数据传递和通话。
机动车辆在行驶过程中基本上处于一种随机的状态。由于交通部门、公安系统、机动车辆运营单位在机动车辆离开其驻地后无法实时地掌握其具体的位置，所以也就无法具体地跟踪机动车辆的活动、指导机动车辆的行车路线，甚至在发生紧急情况或异常情况时及时采取措施。
例如一些不法份子偷窃、抢劫、绑架机动车辆驾驶人员时不能及时通讯或发现，则会进一步对机动车辆驾驶人员的生命和财产造成重大的危害。
为了切实保护好机动车辆驾驶人员的生命和财产；为了有效地引导机动车辆的运行，尽量避免交通堵塞；为了及时地了解每辆机动车辆的行驶状况和司机的工作状况；交通部门、公安系统、机动车辆公司在机动车辆离开驻地后必须能随时掌握它的具体位置，以便能随时跟踪它的行进路线，能随时与驾驶人员保持联系。
为了解决上述的问题，可以在机动车辆上安装对讲机、全球定位系统(Global Position System，以下简称为GPS)和报警设备，以加强总台与驾驶人员或驾驶人员之间的联系。但是，无线电频段是最宝贵的资源之一，各城市的无线电管理部门分配给机动车辆行业的频段很少，一般都只有一两个频点。因此，数以千计的机动车辆只能共用一两个频点，必然会由此产生同频干扰、远近干扰和多径干扰等一系列问题。
另外，还是由于频点资源的限制，现有技术的电台一般都是在进行数据通讯的同时还进行通话联系，这样几乎无法避免数据通讯与通话之间的干扰，进而影响数据通讯和通话质量。
再有就是如果一个城市中所有的机动车辆同时在共用的一两个频点上不断地发送本车的位置信息，往往会造成所在城市相应频点的电波污染。
本发明的另一目的在于提供一种机动车扩频码分多址和双频点通信的方法，通过时分轮询方法对所有移动发射机进行周期性的巡检，确保对每辆机动车辆所发送数据的区分。
本发明的又一目的在于提供一种机动车扩频码分多址和双频点通信的方法，采用“点名通讯”的方式工作，一般情况下各机动车载电台处于仅有监听功能的睡眠状态，只有当控制中心电台呼叫相应的机动车载电台时，该被呼叫的机动车载电台才开始发射数据，降低电台的功率消耗和城市电波污染。
本发明的再一目的在于提供一种机动车扩频码分多址和双频点通信的方法，利用双频点实现对机动车辆的定位、跟踪以及通话联络，两者之间互不影响，保证通信、通话的质量。
本发明的目的是这样实现的一种机动车扩频码分多址和双频点通信的方法，机动车载电台以扩频码分多址的方法发射该机动车的位置信息，控制中心电台采用激活控制的方式与机动车载电台通信，并获得机动车辆的位置信息；机动车载电台以第一频率发射信息，以第二频率接收信息；控制中心电台以第二频率发射信息，以第一频率接收信息。
所述的机动车载电台或控制中心电台至少由数据采集/处理模块、语音/数字相互转换模块、信源信道编码/译码模块、扩频/解扩模块和载波调制/解调模块构成，所述的机动车载电台为一个或一个以上。
机动车辆的位置信息由安装在机动车上的GPS接收机采集。
所述的机动车载电台发射机动车辆位置信息的步骤为1、数据采集/处理模块采集接收GPS数据，并进行二进制转换，然后然后以刷新方式存储将该数据在存储器中；2、如果没有接收到控制中心电台激活本机动车载电台的信号，则重复步骤1；3、提取存储器内存储的数据，并输入到信源信道编码/译码模块信源信道编码模块对该数据进行纠错编码、卷积编码和交织编码，然后再输出到扩频/解扩模块；4、扩频/解扩模块将输入的数据与分配给该机动车的特定扩频伪码叠加，将其扩展成1.024MPS的数据流，然后再将该数据流输出到载波调制/解调模块进行八分之一圆周角相位调制；5、最后将载波调制好的数据经发射模块发射。
控制中心电台接收机动车辆位置信息的步骤为11、通过控制中心电台天线后的信号经过滤波、放大后由载波调制/解调模块进行解调；12、解调后的信号由扩频/解扩模块进行解扩；13、信源信道编码/译码模块对解扩后的信号进行解交织、解卷积、解纠错后分离出该机动车的位置信号，并将该位置信号输出显示或存储记录。
在上述的步骤12中，控制中心电台解扩机动车辆的位置信息的具体方法为位于控制中心电台的控制设备按时段为扩频/解扩模块提供各不相同的扩频伪码；扩频/解扩模块利用该扩频伪码对在该时段进入扩频/解扩模块的数据流进行解扩，获得具有该扩频伪码的机动车辆的位置信息。
当控制中心电台需要与机动车载电台进行语音通讯时，其发送语音信息的步骤如下首先，控制装置先输入欲通话的机动车的扩频伪码，然后在巡检序列中删除该机动车的扩频伪码，再将该扩频伪码传送到通话电台；通话电台发话端的语音信号先在语音/数字相互转换模块中转换成数字信号，再输入到信源信道编码/译码模块信源信道编码模块对该数据进行纠错编码、卷积编码和交织编码，然后再输出到扩频/解扩模块；扩频/解扩模块将输入的数据与分配给该机动车的特定扩频伪码叠加，将其扩展成1.024MPS的数据流，然后再将该数据流输出到载波调制/解调模块进行八分之一圆周角的相位调制；最后将载波调制好的数据经发射模块发射。
当控制中心电台需要与机动车载电台进行语音通讯时，控制装置的收话端将来自信源信道编码/译码模块的数据流，通过语音/数字相互转换模块，接收的数字信号转换成语音信号。
当机动车载电台需要与控制中心电台进行语音通讯时，具体的通讯步骤为首先，在接受通话命令后，机动车载电台自动生成一组用于表示请求通话的信息，并将该信息与该机动车载电台的扩频码叠加后立即发射出去；然后，控制中心电台收到该机动车载电台发送的请求通话的信息后，立刻通知控制装置启动通话电台，提供将要通话车辆的独有的扩频伪码，并在巡检序列中删除该车的扩频伪码。
本发明的机动车载电台以扩频码分多址的方法发射该机动车的位置信息，控制中心电台采用激活控制的方式与机动车载电台通信，并获得机动车辆的位置信息；机动车载电台以第一频率发射信息，以第二频率接收信息；控制中心电台以第二频率发射信息，以第一频率接收信息，由此在同频的条件下区分出每台机动车辆上的电台所发送的信息；通过时分轮询方法对所有移动发射机进行周期性的巡检，确保对每辆机动车辆所发送数据的区分；采用“点名通讯”的方式工作，使各机动车载电台在一般情况下处于仅有监听功能的睡眠状态，只有当控制中心电台呼叫相应的机动车载电台时，该被呼叫的机动车载电台才开始发射数据，降低了电台的功率消耗和城市电波污染；利用双频点通信实现对机动车辆的定位、跟踪以及通话联络，两者之间互不影响，保证了通信、通话的质量。
图2为本发明数字电台的内部结构示意图。
图3为本发明发射信息的流程图。
图4为本发明接收信息的流程图。
获取机动车辆的位置信息最有效，最可行，最经济的办法就是利用GPS卫星定位系统来实现。目前，全球上空已布置好了定位卫星网，可根据它们所发射的定位信息准确地确定接收点到该定位卫星的距离，一旦确定了每颗定位卫星和接收点的距离，就可以计算出接收点的经度、纬度和海拔高度三个位置参数；因此，可以由安装在机动车辆上的GPS接收机采集来自不同GPS卫星的定位信号。
由于频段是最宝贵的无线电资源之一，所以各城市的无线电管理机构分配给用于机动车辆管理的频段很少。而大量的机动车辆共用一、两个频点，各车辆上的电台必然会相互干扰，结果在相应的管制中心、系统的监视中心以及各机动车辆服务总台得到的只能是一片噪声，根本分辨不出是那一辆车发来的信号。所以必须将每辆车上的电台区分出来，从而将每部电台发送的内容清晰地鉴别出来。
为了能使所有的机动车辆在一个频点上保持良好的通讯，可采用同频内的码分多址技术，即扩频码分多址技术来实现；同时，利用另一频点进行语音通讯。
具体的实施方法是管制中心、系统的监视中心以及各机动车辆服务总台与所监控的机动车辆利用两个频点进行通讯，该两个频点应相差2MHz。管制中心、系统的监视中心以及各机动车辆服务总台以较高(或较低)的频点作为其电台的发射频率，以较低(或较高)的频点作为其电台的接收频率。机动车载电台的相应频率与管制中心、系统的监视中心以及各机动车辆服务总台的正好相反。
参见图2、3、4，由数据采集/处理模块、语音/数字相互转换模块、信源信道编码/译码模块、扩频/解扩模块和载波调制/解调模块构成数传电台；其工作过程如下当某汽车的GPS接收机确定了该出租车的位置参数时，车上的数据采集/处理模块就将这些参数采集进来，并进行二进制转换，然后存储在存储器中。如此不断重复进行，因此，该存储器中的内容不断被刷新。一旦电台接到管制中心、系统的监视中心以及各机动车辆服务总台的呼唤，并且该来电呼唤的伪扩频码与本车电台特有的伪扩频码相吻合，则本车电台立刻从一般的监听睡眠状态，转入全工作状态。该电台提取存储在存储器内的位置信息，并输入到信源信道编码/译码模块；由该模块进行纠错编码、卷积编码和交织编码，然后输入到扩频/解扩模块中；再进一步将该信息与分配给该车的特定扩频伪码叠加，使它们扩展成1.024MPS的数据流。该数据流再进入载波调制/解调模块，经过八分之一圆周角的相位调制后由发射模块发射出去。
当无线电波传输到管制中心、系统的监视中心以及各机动车辆服务总台时，通过天线后进行滤波和放大，再进入那里的数传电台的载波调制/解调模块。
进入载波调制/解调模块的信号被解调后，再进入扩频/解扩模块，进行扩频码的解扩。解扩后的信号再进入信源信道编码/译码模块，进行解交织，解卷积，解纠错等译码过程，最终分离出来该车发来的位置信号，使该车的位置可以显示在具有电子地图背景的屏幕上或储存在多通道记录仪中。
如果管制中心、系统的监视中心以及各机动车辆服务总台需要与车辆驾驶人员进行语音通话，则须按下通话键，并输入希望与之通话的车辆的编号，则控制设备将启动通话电台，并在巡检次序中删除该车持有的伪扩频码，把它交给通话电台。这样做是为了避免通话时又进行数据传递，而对通话造成干扰。此时，在通话电台中，发话端的语音信号先在语音/数字相互转换模块中转换成数字信号，再进入信源信道编码/译码模块，......最终从天线发射出去。
在收话端，来自信源信道编码/译码模块的数据流，需要进入语音/数字相互转换模块，把数字信号最终转换成人们所能理解的语音信号。
如果汽车司机需要与管制中心、系统的监视中心以及各机动车辆服务总台进行语音通话，则须按下车载电台的通话键，该车载电台会自动生成一组特殊的数据(例如1111111......)与本车独特的扩频码叠加后立即发射出去。管制中心、系统的监视中心以及各机动车辆服务总台的监视电台收到这组特殊的数据后立刻通知控制设备启动通话电台，提供将要通话车辆独有的伪码，并在巡检次序中删除该车特有的伪扩频码，以免通话时又进行数据传递而干扰通话。
此时，虽然管制中心、系统的监视中心以及各机动车辆服务总台与某汽车司机正在通话，但由于采用了扩频通讯体制和分时的技术和轮询检测的工作方式，所以不会影响其它汽车位置参数的采集。但是，正在通话的这辆的位置参数就无法采集了，一旦停止与其通话，这辆车的伪扩频码又恢复到巡检序列中。
由于采用点名通讯的方式，平时各车辆的电台都处于仅有监听功能的睡眠状态。一旦收到管制中心、系统的监视中心以及各机动车辆服务总台的电台召唤信息，该电台才开始数据传送，所以电台的功率消耗较低。又由于每一瞬间只有一部电台在发射，所以，其所处的环境中该频点的电波污染要小得多。本发明的突出优点是除了能定位和跟踪显示车辆信息外，还能通话。
本发明的一种具体应用就是接收出租车紧急报警和自动跟踪报警出租车。如果某出租汽车司机遇到紧急情况需要报警，只要出租车司机按下紧急呼叫键，该车载发射机则将一警报特定码(如一长串零码，000000)与被本车独特的伪码扩频后立即发射出去。此后，车上的发射机将不停地发射车上GPS测出的位置参数。
交通管制中心、公安局的监视中心和各出租汽车公司的服务总台的监视电台接到该紧急呼叫信号后，立即通知监视中心的主控计算机将该出租汽车的扩频伪码提供给跟踪电台，并且将该车持有的独特伪码从巡检序列中删除。与此同时，主控计算机还可将该车信息栏中的所有资料调出，显示或打印。这时跟踪电台将不断收集报警出租车的位置参数，主控计算机不断指示数据处理计算机把它显示在具有电子地图背景的屏幕上，并输入存储器中。
这样，在接受某车的报警同时，并不影响对其它车辆的位置参数采集。如果同时发生几启报警，交通管制中心、公安局的监视中心和各出租汽车公司服务总台只需要多设立几个承担跟踪任务电台和计算机即可。因此，本发明既能完成城市所有出租车的行驶路线和行驶速度的检测，又能在突发紧急情况时自动跟踪报警车辆，及时提供报警车辆的档案。
权利要求
1.一种机动车扩频码分多址和双频点通信的方法，其特征在于机动车载电台以扩频码分多址的方法发射该机动车的位置信息，控制中心电台采用激活控制的方式与机动车载电台通信，并获得机动车辆的位置信息；机动车载电台以第一频率发射信息，以第二频率接收信息；控制中心电台以第二频率发射信息，以第一频率接收信息。
2.根据权利要求1所述的机动车扩频码分多址和双频点通信的方法，其特征在于所述的机动车载电台或控制中心电台至少由数据采集/处理模块、语音/数字相互转换模块、信源信道编码/译码模块、扩频/解扩模块和载波调制/解调模块构成，
3.根据权利要求1或2所述的机动车扩频码分多址和双频点通信的方法，其特征在于所述的机动车载电台为一个或一个以上。
4.根据权利要求1或2所述的机动车扩频码分多址和双频点通信的方法，其特征在于机动车辆的位置信息由安装在机动车上的GPS接收机采集。
5.根据权利要求1或2或所述的机动车扩频码分多址和双频点通信的方法，其特征在于所述的机动车载电台发射机动车辆位置信息的步骤为a、数据采集/处理模块采集接收GPS数据，并进行二进制转换，然后然后以刷新方式存储将该数据在存储器中；b、如果没有接收到控制中心电台激活本机动车载电台的信号，则重复步骤a；c、提取存储器内存储的数据，并输入到信源信道编码/译码模块信源信道编码模块对该数据进行纠错编码、卷积编码和交织编码，然后再输出到扩频/解扩模块；d、扩频/解扩模块将输入的数据与分配给该机动车的特定扩频伪码叠加，将其扩展成1.024MPS的数据流，然后再将该数据流输出到载波调制/解调模块进行八分之一圆周角相位调制；e、最后将载波调制好的数据经发射模块发射。
6.根据权利要求1或2所述的机动车扩频码分多址和双频点通信的方法，其特征在于控制中心电台接收机动车辆位置信息的步骤为a、通过控制中心电台天线后的信号经过滤波、放大后由载波调制/解调模块进行解调；b、解调后的信号由扩频/解扩模块进行解扩；c、信源信道编码/译码模块对解扩后的信号进行解交织、解卷积、解纠错后分离出该机动车的位置信号，并将该位置信号输出显示或存储记录。
7.根据权利要求6所述的机动车扩频码分多址和双频点通信的方法，其特征在于在步骤b中，控制中心电台解扩机动车辆的位置信息的具体方法为位于控制中心电台的控制设备按时段为扩频/解扩模块提供各不相同的扩频伪码；扩频/解扩模块利用该扩频伪码对在该时段进入扩频/解扩模块的数据流进行解扩，获得具有该扩频伪码的机动车辆的位置信息。
8.根据权利要求6所述的机动车扩频码分多址和双频点通信的方法，其特征在于当控制中心电台需要与机动车载电台进行语音通讯时，其发送语音信息的步骤如下首先，控制装置先输入欲通话的机动车的扩频伪码，然后在巡检序列中删除该机动车的扩频伪码，再将该扩频伪码传送到通话电台；通话电台发话端的语音信号先在语音/数字相互转换模块中转换成数字信号，再输入到信源信道编码/译码模块信源信道编码模块对该数据进行纠错编码、卷积编码和交织编码，然后再输出到扩频/解扩模块；扩频/解扩模块将输入的数据与分配给该机动车的特定扩频伪码叠加，将其扩展成1.024MPS的数据流，然后再将该数据流输出到载波调制/解调模块进行八分之一圆周角相位调制；最后将载波调制好的数据经发射模块发射。
9.根据权利要求6所述的机动车扩频码分多址和双频点通信的方法，其特征在于当控制中心电台需要与机动车载电台进行语音通讯时，控制装置的收话端将来自信源信道编码/译码模块的数据流，通过语音/数字相互转换模块，接收的数字信号转换成语音信号。
10.根据权利要求6所述的机动车扩频码分多址和双频点通信的方法，其特征在于当机动车载电台需要与控制中心电台进行语音通讯时，具体的通讯步骤为首先，在接受通话命令后，机动车载电台自动生成一组用于表示请求通话的信息，并将该信息与该机动车载电台的扩频码叠加后立即发射出去；控制中心电台收到该机动车载电台发送的请求通话的信息后，立刻通知控制装置启动通话电台，提供将要通话车辆的独有的扩频伪码，并在巡检序列中删除该车的扩频伪码。
全文摘要
一种机动车扩频码分多址和双频点通信的方法，机动车载电台以扩频码分多址的方法发射该机动车的位置信息，控制中心电台采用激活控制的方式与机动车载电台通信，并获得机动车辆的位置信息；机动车载电台以第一频率发射信息，以第二频率接收信息；控制中心电台以第二频率发射信息，以第一频率接收信息；在同频条件下区分出机动车辆发送的信息；通过周期性的巡检，确保了对数据的区分；降低了电波污染；保证了通信、通话的质量。
文档编号B60R11/02GK1410297SQ01131358
公开日2003年4月16日 申请日期2001年9月28日 优先权日2001年9月28日
发明者林星山, 查光明, 张德福 申请人:保利通信公司