专利名称：频率分配用户接入局域网的系统及上、下行传输方法
技术领域：
本发明涉及用户接入局域网领域，尤其涉及一种数字信息综合应用服务的有线通讯的频率分配用户接入局域网的系统及上、下行传输方法。
背景技术：
现有的广电、电信、互联网、公众信息服务网等干线网的用户接入局域网均采用各自独立建网的传统技术结构，独立在用户端设置各自的通讯服务应用体系，采用的服务模式是从早期应用于少数人的科学运算及军事应用发展而来的。其存在以下缺陷用户端操作复杂、技术难度高，通讯资源利用透明性很低，忙闲时段通讯质量差别太大，和干线通讯网络的功能、任务分工不明确等。造成目前各类数据通讯系统不能充分发挥出数字化信息技术的智能(高速逻辑运算)、传输(高速率大容量通讯)、存储(高速大容量的密集信息存取)的宝贵优势，而且造成各类通讯服务体系、服务标准混乱，重复投资，运行效率低，成本高。现有的用户接入局域网采用大量的综合布线，造成环境压力大，而且难于全面大众化普及应用，不易实现时代换型。这些已造成有线通讯将要被移动通讯替代其历史上曾经拥有的社会主要基础通讯地位的不利局面，其已远不能适应目前社会用户群高度密集、信息服务通讯量高速增长、功能性要求多、全社会面临时代转型等发展的需要，已严重制约了数字化社会的发展进程。
发明内容
本发明的目的正是针对以上现有结构和技术应用中的不足之处而提供的一项数字信息综合性应用服务的数据有线通讯的频率分配用户接入局域网网络构造和服务应用通讯体系。采用了新的为每个用户提供专用通讯信道的不受忙闲影响的高透明的通讯资源配置技术和高频率宽频谱的高速率大容量的在主干线实现中间无中继放大的无源运行的用户接入局域网的物理线路构造，实现了无缝的通讯资源利用，建立适用于大众化操作习惯的易学易用的利于普及应用的操作和通讯服务技术。可一网综合性、高效率的支持广电、电信、互联网、公众信息服务网等干线网的数据通讯接入，支持本网(区)内的多功能通讯。能更好的发挥数字化信息技术的智能(高速逻辑运算)、传输(高速率大容量通讯)、存储(高速大容量的密集信息存取)优势。使干线网和用户接入局域网的功能和任务分置而实现高效率的数据通讯运行模式，同时可兼容现有的TCP/IP技术架构及模拟通讯系统。具有综合成本低、易于施工和维护、方便管理、用户增容不用线路施工、综合布线极少、能适应技术升级换代、可实现用户接入局域网设备的工厂化批量生产、能有效低成本的实施广电及电信等系统的时代换型等优点。本发明适用于用户高度密集、信息通讯量大的社会现状，由于有效的支持了大众化普及应用，有利于数字化社会建设的快速发展。
为了实现本发明的目的，提供了一种频率分配用户接入局域网的系统，包括信息处理设备，用于处理社会干线网输入，并产生带有多个用户地址编码的下行集成数字基带信号；交换机，用于接收所述信息处理设备产生的所述下行集成数字基带信号，产生带有多个用户地址编码的多路下行多路数字基带信号；多个第一调制器，其每个工作于不同的频率，用于根据所述多个用户地址编码之一中所包含的信头接收所述交换机产生的多路下行数字基带信号中的对应一个，调制所接收到的该下行多路数字基带信号，产生一路对应频率的下行高频复合信号；宽带高频合成器，合成所述多个第一调制器产生的多个下行高频复合信号，产生一路第一下行高频宽带复合信号；下行放大器，用于将从所述宽带高频合成器接收到的所述第一下行高频宽带复合信号放大到设计电平，产生放大的第一下行高频宽带复合信号；多个干线分支器，其按照主网段的频段高低分级并级联，用于根据所述主网段接收来自所述下行放大器的所述放大的第一下行高频宽带复合信号，并将所述放大的第一下行高频宽带复合信号按频率高低分支为多个主网段的第二下行高频宽带复合信号，其中所述多个主网段对应的频段各不相同，所述多个次级网段对应的频段各不相同，所述多个主网段中的每个包括对应的多个次级网段；多个支线分支器，其对应于每个干线分支器分组，对应于每个干线分支器的每组支线分支器按照所述主网段范围内的所述多个次级网段的频段高低分级并级联，其每个用于对应于所述多个次级网段中的一个次级网段接收所述一个次级网段的第二下行高频宽带复合信号中的一个，产生所述一个次级网段的多路第三下行高频宽带复合信号；多个用户终端数字高频解调器，其每个用于从所述多个支线分支器中的对应一个接收对应次级网段内的多路第三下行高频宽带复合信号，根据所述用户地址编码选择具有与所述用户地址编码对应的频率的所述该次级网段内的多路第三下行高频宽带复合信号中的一路，并解调为对应于所述频率的下行数字基带信号；多个用户终端调制器，其每个用于根据用户指令接收带有地址编码信头的多个数字基带信号中的对应一个，并将其调制为对应于所述多个用户终端调制器的次级网段频率中的一个的上行高频复合信号；多个支线混合器，对应于所述主网段分组，按照所述主网段范围内的所述多个次级网段的频段高低分级并级联，其每个用于自频率由低至高逐级混合从所述多个用户终端调制器中对应的用户终端调制器接收到的所述多个上行高频复合信号及从所述分组内的相邻下级支线混合器接收到的上行高频复合信号，并产生对应覆盖相应的频率较低的各下级次级网段的第一上行高频宽带复合信号；多个干线混合器，其按照主网段的频段高低分级并级联，用于混合从对应主网段的支线混合器分组中相邻支线混合器接收到的第一上行高频宽带复合信号和来自相邻主网段频段较低的干线混合器的上行高频宽带复合信号，并产生对应覆盖相应的频段较低的各下级主网段的第二上行高频宽带复合信号；上行放大器，用于放大从相邻所述干线混合器接收到的第二上行高频宽带复合信号，并产生放大的上行集成高频宽带复合信号；宽带高频分配器，用于接收所述放大的上行集成高频宽带复合信号，并将所述放大的上行集成高频宽带复合信号分配为多路上行高频宽带复合信号；和多个第一解调器，其每个用于接收所述多路上行高频宽带复合信号中的与用户端频率对应的一路，解调产生对应于带有用户地址编码的一数字解调基带信号，并将产生的所述数字解调基带信号经所述交换机提供给所述信息处理设备，其中，所述信息处理设备根据接收到的所述数字解调基带信号中的地址编码的信头选择社会干线网输出或者向所述交换机提供带有多个用户双音频地址编码信头的下行集成数字基带信号。
根据本发明的另一方面，提供了一种频率分配用户接入局域网中的下行传输方法，包括下述步骤步骤1，处理社会干线网输入，并产生带有多个用户地址编码的下行集成数字基带信号；步骤2，根据所述步骤1中产生的所述下行集成数字基带信号，产生带有多个用户地址编码的多路下行多路数字基带信号；步骤3，对应于根据所述多个用户地址编码之一中所包含的信头接收所述步骤2中产生的多路下行多路对数字基带信号中的对应一个，调制所接收到的该下行多路数字基带信号，产生一路对应频率的下行高频复合信号；步骤4，合成所述步骤3中产生的多个下行高频复合信号，产生一路第一下行高频宽带复合信号；步骤5，将所述第一下行高频宽带复合信号放大到设计电平，产生放大的第一下行高频宽带复合信号；步骤6，根据主网段接收来自所述放大的第一下行高频宽带复合信号，并将所述放大的第一下行高频宽带复合信号按频段高低分支为多个主网段的第二下行高频宽带复合信号，其中所述多个主网段中的每个包括对应的多个次级网段，所述多个主网段对应的频段各不相同，所述多个次级网段对应的频段各不相同；步骤7，对应于所述多个次级网段中的一个次级网段接收所述一个次级网段的第二下行高频宽带复合信号中的一个，产生所述一个次级网段的多路第三下行高频宽带复合信号；和步骤8，接收对应次级网段内的多路第三下行高频宽带复合信号，根据所述用户地址编码选择具有与所述用户地址编码对应的频率的所述该次级网段内的多路第三下行高频宽带复合信号中的一路，并解调为对应于所述频率的下行数字基带信号。
根据本发明的另一方面，提供了一种频率分配用户接入局域网中的上行传输方法，包括下述步骤步骤1，从多个用户终端调制器接收多个用户指令；步骤2，根据所述多个用户指令接收带有地址编码信头的多个数字基带信号中对应于各用户指令的相应数字基带信号，并将其调制为对应于所述多个用户终端调制器的次级网段频率中的多个上行高频复合信号，其中所述多个次级网段组成多个主网段，所述多个主网段对应的频段各不相同，所述多个次级网段对应的频段各不相同，各主网段的频段覆盖所包含次级网段的频段；步骤3，采用对应于所述主网段分组并按照所述主网段范围内的所述多个次级网段的频率高低分级并级联的多个支线混合器自频率由低至高逐级混合从所述多个用户终端调制器中对应的用户终端调制器接收到的所述多个上行高频复合信号及从所述分组内的相邻下级支线混合器接收到的上行高频复合信号，并产生对应覆盖相应的频率较低的各下级次级网段的第一上行高频宽带复合信号；步骤4，采用按照主网段的频率高低分级并级联的多个干线混合器，混合从对应主网段的支线混合器分组中相邻支线混合器接收到的第一上行高频宽带复合信号和来自相邻主网段频率较低的干线混合器的上行高频宽带复合信号，并产生对应覆盖相应的频率较低的各下级主网段的第二上行高频宽带复合信号；步骤5，放大从所述多个干线混合器中网段频率最高的干线混合器中接收到的第二上行高频宽带复合信号，并产生放大的上行集成高频宽带复合信号；步骤6，将所述放大的上行集成高频宽带复合信号分配为多路上行高频宽带复合信号；步骤7，采用多个解调器中的每个分别接收所述多路上行高频宽带复合信号中的与用户端频率对应的一路，解调产生对应于带有用户地址编码的多路数字解调基带信号；步骤8，接收产生的所述多路数字解调基带信号，并根据接收到的所述多路数字解调基带信号中的地址编码的信头输出带有多个用户双音频地址编码信头的集成数字基带信号。
本发明具有以下优点1、各类通讯行业的现有用户接人网都在系统成本中占有很大比重，且各自独立设置互不适用，具功能已远远不能适应现代社会发展要求。本发明在用户接人网实现多网合一的通讯服务，模数兼容，能支持现代社会的通讯各行业时代转型、平稳过渡，大幅度节约投资。
2、本发明的地址编码及通讯互连(协议)适用广电、电信的干线网应用，在互连网的协议中作为信息传输，适合大众化的应用习惯，易学易用，是针对大众化普及应用而开发设计的。
3、本发明支持多种通讯协议运行，特别适应于广电、电信、电子政务、电子商务等行业的数字化信息应用，有利于行业的升级改造。再升级时主要改变服务器的执行程序，可避免因系统升级而造成硬件设备淘汰的巨大经济损失。
4、干线网和用户网功能任务分置，可大幅提高干线网的运行效率，大量减少无用通讯开销，有利于各行业功能扩展(只增加核心技术，极少考虑用户接人局域网投资改造)。
5、社会中的各类型业务只需建立应用数据库(也可设互动)，接人干线网即可。
6、Us1～Usn信号可直接接数字终端显示，也可把信号数模转换后接现有的模拟电视机应用。
7、上行线路分配给用户后剩余容量可用于区内安全防卫、电视监控、用户抄表等，完全可以替代综合布线。
图1为根据本发明的数字信息综合性通讯服务应用的频率分配用户接入局域网电路原理框图；图2是本发明频率分配用户接入局域网的下行操作流程图；图3是本发明频率分配用户接入局域网的上行操作流程图；图4A为根据本发明实施例的高频数字调制器的电路原理图；图4B为本发明实施例的高频数字解调器的电路原理图；图4C为根据本发明实施例的用户端调制器的电路原理图；图5A为根据本发明实施例的上行传输线路原理图；图5B为根据本发明实施例的下行传输线路原理图；图6为根据本发明实施例的用户端操作装置电路原理图；和图7为根据本发明实施例的用户端远程控制装置电路原理图。
具体实施例方式
以下将结合实施例参照附图对本发明作详细描述。
图1为根据本发明实施例的数字信息综合性通讯服务应用的频率分配用户接入局域网的电路原理框图。如图1所示，本发明的数字信息综合性应用服务的有线通讯频率分配用户接入局域网包括信息处理设备(未示出)，其可采用网络服务器；网络交换机(未示出)；数据通讯前端的高频数字调制解调器T1、T2、T3、Tn；下行网络线路介质Tx1、Tx2、Tx3、Txn；上行网络线路介质Ts1、Ts2、Ts3、Tsn；下行干线线路介质Yx；上行干线线路介质Ys；、下行支线线路介质Yx1、Yx2、Yx3、Yxn；上行支线线路介质Ys1、Ys2、Ys3、Ysn；高频宽带合成器H；高频宽带分配器HF；下行线路放大器Dx，其采用有线电视器材和技术标准；上行线路放大器Dy，其采用有线电视器材和技术标准；多个下行干线分支器Fx1、Fx2、Fx3、Fxn；多个下行支线分支器Fx；多个上行干线混合器Fs1、Fs2、Fs3、Fsn；多个上行支线混合器Fs；用户端数字高频解调器Tj1、Tj2、Tj3、Tjn；用户端数字高频调制器Td1、Td2、Td3、Tdn，选用不同类型数字高频调制解调器所占频宽不同，可提供不同的通讯速率服务；线路终端阻抗匹配R，通常采用75Ω接地电阻。
为了防止信号串扰，可在每个下行分支器的输出端和每个上行混合器的输入端均加入带通滤波器。其中心频率对应于分配频率，即，网络线路介质的截止频率内的频谱范围。
图中，W1、W2、W3、Wn为数字上下行双向基带信号，Ux1、Ux2、Ux3、Uxn为用户端下行数字基带信号，Us1、Us2、Us3、Usn为用户端上行数字基带信号。根据本发明实施例，为了提高信息容量，这些网络线路介质Tx1～Txn、Ts1～Tsn、Yx、Ys、Yx1～Yxn、Ys1～Ysn可以使用高频同轴电缆，如国产SYKV-75-、SYWV-75-、美国TFC-T10-500，Trilgymc^20.44～1.0、芬兰NOKIA-Sm3等系列产品)如图1所示，在用户接入网设置前端服务器，通过LAN干线端口接网络交换机和干线网的如广电、电信、互联网、公众信息服务等连接，服务器LAN的用户端口接网络交换机，网络交换机的用户端口经双绞线和高频数字调制解调器T1～Tn连接，传输数字基带信号W1～Wn。网络交换机的用户端口设置为默认固定用户识别状态(PC用户除外)，前端服务器的外存储分为1、操作区，主要为操作系统和操作应用软件服务。2、公用信息存储区，主要为区内用户共享信息服务。3、管理区，主要为区内管理信息服务。4、用户专用区，为外存储的最大应用区，将存储区按用户量和用户申请级别设置各个不同容量的各用户专用文件区，每个用户设置不同的八位数双音频编码命名，作为各用户的专用通讯地址码，由服务器授权于用户应用。
经服务器处理后带有8位DTMF双音频编码地址信头的下行信息，经LAN口接网络交换机干线端口，网络交换机的用户端口形成数字上下行双向基带信号W1～Wn中的下行信号，经双绞线分别接到高频数字调制解调器T1～Tn的下行输入端口，高频数字调制解调器T1～Tn分别工作于指定的专有中心频率和频带宽，其工作受控于专用的区内各自唯一的8位双音编码触发电路，当对应的数字信息中带有双音频编码信头的信号到来时才可以通电工作，信息传输完成后受信尾的双音频触发信号触发断电，停止工作，以确保每一个申请被授权用户独享一个或多个专用频率的下行信道。其下行基带数字信号经高频数字调制解调器T1～Tn调制为各路不同频率的高频复合信号，经网络线路Tx1～Txn连接到高频宽带合成器H的输入端口合成为一路高频宽带复合信号，经输出端口用高频同轴电缆接到线路放大器Dx的输入口，经放大输出额定场强的高频宽带复合信号，经输出端口接下行干线Yx，在干线Yx中接入分支器Fx1～Fxn，分为指定专用频段各路下行支线Yx1～Yxn，其中近线路放大器Dx的运行于高频段，其支线所支持的用户解调器的中心频率均在高频段内授权分配，依次最远端的支线运行于中低频段区，下行高频宽带复合信号经分支器Fx用高频同轴电缆接到用户高频数字解调器Tj1～Tjn的输入端口，高频数字解调器Tj1～Tjn各用户的功能配置和工作中心频率要和高频数字调制解调器T1～Tn相互对等设置，经高频数字解调器Tj1～Tjn选频选出本用户指定专用的频率的高频复合信号，经解调从输出端输出各自的数字基带信号Ux1～Uxn，从而构成了从服务器到各用户的下行数据通讯。
本发明的各用户的带有各用户专用的8位双音频编码信头的上行数字基带信号Us1～Usn分别接用户的数字高频调制器Td1～Tdn的输入端口，调制为各路不同频率高频复合信号，经混合器Fs混合到上行支线Ys1～Ysn，经混合器Fs1～Fsn混合形成一路上行高频宽带复合信号，经上行干线Ys接到线路放大器Dy的输入端口，上行干线Ys和上行支线Ys1～Ysn的频段设置和下行干线原理相同，传输方向相反。数字高频调制器Td1～Tdn的运行中心频率及功能配置和高频数字调制解调器T1～Tn的解调频率对应对等设置，经线路放大器Dy放大到额定信号场强经输出端口用高频同轴电缆接到高频宽带分配器HF的输入端口，高频宽带分配器HF输出端口输出的多路高频复合信号经网络线路Ts1～Tsn接到高频数字调制解调器T1～Tn的上行数字解调器输入口，选频解调出数字上下行双向基带信号W1～Wn中的上行有8位双音频编码信头的数字基带信号。经双绞线连接网络交换机的各个用户端口，经网络交换机干线端口接服务器LAN口将信息交服务器处理，从而构成用户接入局域网内的上行数据通讯传输。
服务器通过干线网络接口分别连接广电、电信、互联网、公众信息服务网等干线网，使本用户接入局域网内的所有用户共享一组电信干线网中继通讯服务，共享一个互联网域名服务，共享服务器的路由、交换、数字信息处理等智能(高速逻辑运算)服务。把本网内用户所需的各类共享信息从上级各类数据库(另案申请)、网站经干线高速大容量(包)下载到公共信息区供网内用户选用，把网内用户特需点播的预约或即时信息通过上层各类数据库高速下载到用户的专用独占存储文件区，供用户即时或任时选用。服务器根据用户对外通讯的请求选择对网外通讯所需的干线网链接，并根据信息类型处理为适应各类干线网高速传输的文件包集约化发送，或同样信息多用户集中下载(一个文件加多个地址信头)，使服务器承担将干线网和用户接入局域网功能分置的任务，使干线网主要承担高速集约通讯远程传输的优势，尽量减少干线网受用户网制约，而提高运行效率。当终端用户发出一个带有自身8位DTMF双音频编码的请求指令，服务器即向该用户下传一个服务应用界面或带有10进编制标示的分类信息菜单，用户可点击或发出10进制编制标示向服务器请求服务。服务器将用户请求向网内外发出的信息均带有对方用户的8位DTMF双音频地址编码的信头，以便于各类干线中的路由和交换以及被叫方用户接入局域网(含现存模拟网)的前端交换机或服务器识别。需要向用户下行传送的各类信息均要加由该用户的8位双音频地址编码的信头，以支持各用户收到所需的下行数字基带信号Ux1～Uxn，各类不同功能分类的上行或下行信息为便于前端服务器和终端接收的功能分类分置处理，在信头码中要加业务分类识别码，如广电为AXX影视为A01、音乐语言(单听)为A02、……，电信为BXX语言话务为B01、视频话务为B02、……，电子政务为ABXX……，公众突发紧急告警指挥为C110，消防告警为C119，灾害气象告警为C121，交通道路紧急提示为C120等。在用户终端的音频电路中设置对应的控制电路，在所有上述信息到来时能在关闭主机状态下自动开机，正在使用时自动切换为紧急应用状态，并自动保持适当音量以保证紧急告警的效果，告警完毕后可自动关机或切换为正常应用状态。DXX为信尾关机触发专用编码，如D01为T1～Tn关闭，DC为终端机关机，D9XX为终端家用电器关机等，在终端机设置远程家用电器控制端口，使用户可以用电话或手机控制家中的电器运行，当用户叫通家中的终端后，按B91为空调，B92为微波炉，B93为电饭煲，B94为灯光，B95为安全防护等。本网内的PC用户执行TC/IP通讯协议，同样享受服务器的各类支持。
本发明的网络中可选用模拟调制解调器兼容模拟通讯，例如可采用申请人在专利03128252.0、03254677.7中公开的有线电话市话网组网的市话通讯，专利00259541.5、02290681.9中公开的有线广播等，以利于数字通讯和模拟通讯的兼容运行以支持广电、电信行业的时代转型的平稳过渡。
如图1所示，在本发明实施例的数字信息综合性通讯服务应用的频率分配用户接入局域网系统中，信息处理设备(未示出)来处理社会干线网输入，并产生带有多个用户地址编码的下行集成数字基带信号。交换机(未示出)接收所述信息处理设备产生的所述下行集成数字基带信号，产生带有多个用户地址编码的多路下行多路数字基带信号W1～Wn。其每个工作于不同频率的高频数字调制解调器T1～Tn中的调制器中的每个根据多个用户地址编码之一中所包含的信头接收交换机产生的多路下行数字基带信号W1～Wn中的对应一个，调制所接收到的该下行多路数字基带信号，产生一路对应频率的下行高频复合信号。各调制器产生的多个下行高频复合信号表示为Tx1～Txn。高频宽带合成器H合成上述多个调制器产生的多个下行高频复合信号Tx1～Txn，产生一路下行高频宽带复合信号。下行放大器Dx将从宽带高频合成器H接收到的下行高频宽带复合信号放大到设计电平，产生放大的下行高频宽带复合信号。多个干线分支器Fx1～Fxn按照主网段的频段高低分级并级联，用于根据主网段接收来自下行放大器Dx的放大的下行高频宽带复合信号，并将放大的下行高频宽带复合信号按频率高低分支为多个主网段的下行高频宽带复合信号。这里，多个主网段对应的频段各不相同，多个次级网段对应的频段各不相同，多个主网段中的每个包括对应的多个次级网段。多个支线分支器Fx对应于每个干线分支器分组，对应于每个干线分支器的每组支线分支器按照主网段范围内的多个次级网段的频段高低分级并级联，其每个用于对应于多个次级网段中的一个次级网段接收一个次级网段的下行高频宽带复合信号中的一个，产生一个次级网段的多路第三下行高频宽带复合信号。本发明的频率分配用户接入局域网系统允许多个用户同时进行操作，每个用户对应着一个用户终端数字高频解调器。这些多个用户终端数字高频解调器Tj1～Tjn中的每个从多个支线分支器Fx中的对应一个接收对应次级网段内的多路下行高频宽带复合信号，根据用户地址编码选择具有与该用户地址编码对应的频率的该次级网段内的多路下行高频宽带复合信号中的一路，并解调为对应于所述频率的下行数字基带信号。以上为本发明的频率分配用户接入局域网系统的下行部分。
在上行过程中，对应于各用户的多个用户终端调制器Td1～Tdn中的每个根据用户指令接收带有地址编码信头的多个数字基带信号中的对应一个，并将其调制为对应于这些多个用户终端调制器的次级网段频率中的一个的上行高频复合信号。多个支线混合器Fs对应于所述主网段分组，按照主网段范围内的多个次级网段的频段高低分级并级联，其每个用于自频率由低至高逐级混合从多个用户终端调制器Td1～Tdn中对应的用户终端调制器接收到的多个上行高频复合信号及从相应分组内的相邻下级支线混合器Fs接收到的上行高频复合信号，并产生对应覆盖相应的频率较低的各下级次级网段的上行高频宽带复合信号。按照主网段的频段高低分级并级联的多个干线混合器Fs1～Fsn混合从对应主网段的支线混合器分组中相邻支线混合器接收到的上行高频宽带复合信号和来自相邻主网段频段较低的干线混合器的上行高频宽带复合信号，并产生对应覆盖相应的频段较低的各下级主网段的上行高频宽带复合信号。然后，上行放大器Dy放大从相邻干线混合器Fs1接收到的上行高频宽带复合信号，并产生放大的上行集成高频宽带复合信号。接下来，宽带高频分配器HF接收放大的上行集成高频宽带复合信号，并将所述放大的上行集成高频宽带复合信号分配为多路上行高频宽带复合信号Ts1～Tsn。多个高频数字调制解调器T1～Tn中的解调器中的每个接收所述多路上行高频宽带复合信号Ts1～Tsn中的与用户端频率对应的一路，解调产生对应于带有用户地址编码的一数字解调基带信号，并将产生的所述数字解调基带信号经交换机提供给所述信息处理设备。信息处理设备根据接收到的数字解调基带信号中的地址编码的信头选择社会干线网输出或者向所述交换机提供带有多个用户双音频地址编码信头的下行集成数字基带信号。
下面结合附图描述本发明频率分配用户接入局域网系统的下、上行操作。图2是本发明频率分配用户接入局域网系统的下行操作流程图。如图所示，在步骤S210，信息处理设备处理社会干线网输入，并产生带有多个用户地址编码的下行集成数字基带信号。在步骤S220，交换机接收来自信息处理设备的带有多个用户地址编码的下行集成数字基带信号，并据此产生带有多个用户地址编码的多路下行多路数字基带信号W1～Wn。在步骤230，其每个工作于不同频率的高频数字调制解调器T1～Tn中的调制器中的每个对应于根据所述多个用户地址编码之一中所包含的信头从交换机接收多路下行多路对数字基带信号W1～Wn中的对应一个，调制所接收到的该下行多路数字基带信号，产生一路对应频率的下行高频复合信号。各调制器产生的多个下行高频复合信号表示为Tx1～Txn。接着，在步骤240，高频宽带合成器H合成上述多个调制器产生的产生的多个下行高频复合信号，产生一路第一下行高频宽带复合信号。在步骤250，下行放大器Dx将该第一下行高频宽带复合信号放大到设计电平，产生放大的第一下行高频宽带复合信号。在步骤260，多个干线分支器Fx1～Fxn根据主网段接收该放大的第一下行高频宽带复合信号，并将所述放大的第一下行高频宽带复合信号按频段高低分支为多个主网段的第二下行高频宽带复合信号，其中所述多个主网段中的每个包括对应的多个次级网段，所述多个主网段对应的频段各不相同，所述多个次级网段对应的频段各不相同。在步骤270，多个干线分支器Fx1～Fxn中的每个对应于所述多个次级网段中的一个次级网段接收所述一个次级网段的第二下行高频宽带复合信号中的一个，产生所述一个次级网段的多路第三下行高频宽带复合信号。最后，在步骤280，各用户终端数字高频解调器Tj1～Tjn接收对应次级网段内的多路第三下行高频宽带复合信号，根据用户地址编码选择具有与该用户地址编码对应的频率的所述该次级网段内的多路第下行三高频宽带复合信号中的一路，并解调为对应于所述频率的下行数字基带信号。从而，完成本发明的频率分配用户接入局域网系统的下行操作。
图3是本发明频率分配用户接入局域网系统的上行线操作流程图。如图所示，在步骤310，多个用户终端调制器Td1～Tdn接收多个用户指令。在步骤320，多个用户终端调制器Td1～Tdn中的每个根据多个用户指令接收带有地址编码信头的多个数字基带信号中对应于各用户指令的相应数字基带信号，并将其调制为对应于所述多个用户终端调制器的次级网段频率中的多个上行高频复合信号，其中所述多个次级网段组成多个主网段，所述多个主网段对应的频段各不相同，所述多个次级网段对应的频段各不相同，各主网段的频段覆盖所包含次级网段的频段。接着，在步骤330，采用对应于所述主网段分组并按照所述主网段范围内的所述多个次级网段的频率高低分级并级联的多个支线混合器Fs，自频率由低至高逐级混合从所述多个用户终端调制器中对应的用户终端调制器接收到的所述多个上行高频复合信号及从所述分组内的相邻下级支线混合器接收到的上行高频复合信号，并产生对应覆盖相应的频率较低的各下级次级网段的上行高频宽带复合信号。在步骤340，采用按照主网段的频率高低分级并级联的多个干线混合器Fs1～Fsn，混合从对应主网段的支线混合器分组中相邻支线混合器接收到的第一上行高频宽带复合信号和来自相邻主网段频率较低的干线混合器的上行高频宽带复合信号，并产生对应覆盖相应的频率较低的各下级主网段的上行高频宽带复合信号。然后，在步骤350，上行放大器Dy放大从所述多个干线混合器Fs1～Fsn中网段频率最高的干线混合器中接收到的上行高频宽带复合信号，并产生放大的上行集成高频宽带复合信号。接下来，在步骤360，宽带高频分配器HF将放大的上行集成高频宽带复合信号分配为多路上行高频宽带复合信号Ts1～Tsn。在步骤370，采用多个高频数字调制解调器T1～Tn中的多个解调器中的每个分别接收所述多路上行高频宽带复合信号中的与用户端频率对应的一路，解调产生对应于带有用户地址编码的多路数字解调基带信号。最后，在步骤380，接收产生的所述多路数字解调基带信号，并根据接收到的所述多路数字解调基带信号中的地址编码的信头输出带有多个用户双音频地址编码信头的集成数字基带信号。该带有多个用户双音频地址编码信头的集成数字基带信号经交换机提供给信息处理。基于用户指令，信息处理设备根据接收到的数字解调基带信号中的地址编码的信头选择社会干线网输出或者向所述交换机提供带有多个用户双音频地址编码信头的下行集成数字基带信号。
如图4A～4C所示为本发明的数字高频调制器及解调器电路原理图。其中，图4A为数字高频调制器电路原理图，其中IC1为DTMF双音频解码专用集成电路，本实施例中采用采用YN9101，其内设逻辑处理、正弦波产生、时钟振荡电路，其9脚、10脚接晶振，HL以保证时钟同步。IC2为DTMF双音频译码专用集成电路，本实施例中采用CD4028，其内设逻辑处理电路将二进制DTMF信号译为十进制码。D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10为单向晶闸管，D1～D8组成开机地址编码组合电路，D9、D10组成关机编码电路。开机地址编码组合电路和关机编码电路组合成本发明的双音频编码开关电路。G1为晶体三极管，电阻R1、R2组成G1的基极偏置电路，R3为G1的发射极电阻，R4为G1的集电极负载电阻兼限流保护电阻。K为常闭型继电器开关。D1～D8的控制极分别连接双音频译码专用集成电路IC2的十进制的6、5、3、7、8、2、4、9各脚组成65378249地址编码。D10、D9分别连接D号脚和0号脚，和K组成关机电路，和双音频解码专用集成电路IC1、双音频译码专用集成电路IC2、G1及外围元件共同构成专用编码触发开关机电路，当来自交换机的数字信号W1～Wn中有该编码的65378249DTMF信号时，经数字模拟转换电路(PCM)转换为双音频信号，经双音频解码专用集成电路IC1的7脚输入，在1脚、2脚、13脚、14脚输出两组数字的二进制双音频信号接到IC2的对应的12脚、11脚、10脚、13脚，经双音频译码专用集成电路IC2译码输出十进制的0、1、2、3、4、5、6、7、8、9及#、*、A、B、C、D脚号，如果输出为65378249则分别先后触发D1～D8导通。经R1、R2使G1得到基极偏置电压，使G1导通从发射极向后级电路供电(D1～D8导通后如不断电，则始终处于导通状态，工作十分可靠)，当信息传输结束，信尾的D和O信号到来时触发D9和D10导通，此时K的工作线圈中有电流通过，使K动作，使触点1和2断开，则D1～D10中的所有晶闸管由于断电而处于不导通状态，此时G1失去基极偏置电压而处于截止不导通状态。其发射极无电源向后级电路输出。此时K失电，则1脚2号重新闭合，使触发电路处于待机状态。
IC3为数字高频调制集成电路，本实施例中采用Tx6000，其内部设有SAW谐振器、SAW滤波器、RF放大器、调制和偏置控制等电路。17脚为状态控制，当此脚信号为高电平时，工作在发射，低为睡眠待机，L1为串连匹配线圈，L2为保护线圈，C11为耦合电容，L3线圈和C12组成选频谐振电路，改变电容和电感可改变接收频率。G2为高频三极管，电阻R5、R6为G1的基极偏置电阻，R7为G1的发射极电阻，电感L7、L5、L6，电容C1、C2、C3、C4及高频磁芯H1、H2和G1共同组变频放大电路，G3为高频放大三极管，电阻R8为基极偏置电阻，R9为发射极电阻，R10为集电极负载电阻，电容C6、C7、C8和L9电感组成滤波电路，C8兼耦合电容，电阻R11、R12、R13组成阻抗匹配电路，RF为高频输出端口。C14、C5为旁路电容，C9、C10、C13为滤波电容，R15为滤波电阻，R14为阻尼电阻。W1～Wn中的带该用户地址编码下行数字信号使该用户专用的专门频率的数字调制高频电路通电工作，其信号经R14进入IC3的7脚，经内部电路处理后变为高频复合信号经20脚输出，经L1、C11、接C12、L3调谐选频，经L4耦合到G2的基极，经G2和外围元件组成的变频电路变为该用户授权的频率后经L7、L8耦合到G3的基极，经G3放大后经C6、C7、R11、R12接RF接Tx1～Txn。
图4B为本发明的数字高频解调器的电路原理图，其中G1为高频变频晶体三极管，H1、H2为高频磁芯，G1、H1、H2和电感L3、L4、L5及电容C3、C4、C5、C6共同组成变频放大电路，电阻R1、R2为G 1的基极的偏置电阻，R3为发射极电阻，G2为高频放大晶体三极管，R4为基极偏置电阻，R5为集电极负载电阻，R6为发射极电阻，电容C7为发射极旁路电容，IC1为数字高频解调集成电路，本实施例中采用Rx6000，内设SAW滤波器、SAW延迟线、RF放大器、数据限制器、检波器、低通滤波器等电路，17脚、18脚并连后接R/S状态控制，当该控制处于高电平时处于接收状态，低电平时处于低功耗睡眠待机状态，R11、R12、R13为电平限制电阻，R14为带宽控制电阻，R10、R15为RF放大偏置电阻，C12、C13为旁路电容，C14为5脚和6脚的耦合电容，C10、C11为退耦电容，电阻R7、R8、R9组成阻抗匹配电路，电容C8、C9、C15和电感L9组成滤波电路，L7为匹配电感，L8为保护电感，电容C8兼耦合电容。图4B所示电路为用户解调器和图2A结合一起即为前端数字高频调制解调器T1～Tn。从FX或TS1～TSn来的高频复合信号Vjs经C1耦合到由L1、C2组成的选频调谐电路，选出自已所需信号，改变C2或L1电感量可改变选频频率，经L2耦合到G1的基极，经G1组成的变频放大电路变为所指定的频率，改变C3、C4、C5、C6或L3、L4、L5电感量可更改频率，经L6耦合到G2的基极，经G2放大后经C8、C9耦合并由R7、R8、R9变为IC1所要求的阻抗，经数字高频解调集成电路IC1的20脚输入，经IC2内部电路处理，在第7脚输出数字基带信号Uxs，此信号即为用户端的Ux1～Uxn或前端的W1～Wn中的上行信号。
图4C为用户端数字高频调制器电路原理图。图中，IC1为数字高频调集成电路，本实施例中采用Tx6000，内设SAW谐振器、SAW滤波器、RF放大器、调制和偏置控制等电路，L1为串接匹配线圈，L2为并连保护线圈，C12、C13为退耦旁路电容，R10为退耦电阻。C1为耦合电容，电容C2和电感L3组成选频调谐电路。L4为耦合线圈，G1为高频变频放大晶体三极管，R1、R2为G1的基极偏置电阻，C3为旁路电容，R3为G1的发射极电阻。电容C4、C5、C6、C7电感L5、L6、L7高频磁芯H1、H2和G1共同组成变频放大电路，L8为耦合电感，G2为高频放大晶体三极管，R4为G2的基极偏置电阻，R5为发射极电阻。C8为旁路电容，R6为集电极负载电阻。电容C9、C10、C11和电感L9组成滤波电路，电容C9兼耦合电容，电阻R7、R8、R9组成阻抗匹配电路，RF为射频输出端口。R10为阻尼电阻。用户端的数字基带信号Us经IC1的7脚输入经内部电路处理后从20脚输出高频复合信号，经L1、C1耦合到由C2、L3组成的选频调谐电路，改变C2或L3可改变选频频率，经L4耦合到G1的基极，经G1和外围元件组成的变频放大电路变为用户所授权指定的频率，改变C4、C5、C6、C7和电感L5、L6、L7可改变工作频率，经L8耦合到G2的基极，经G2放大后由集电极经C9、C10、R7、R8到RF输出，接高频同轴电缆，到上行线路。
图5A和5B所示为本发明的下行高频传输网络的电路原理图。
图中所示网络线路采用高频同轴电缆，例如可选用美国Trilogync^20.500同轴电缆，电路中的技术标准和参数参照复旦大学出版社出版(岑美君、俞承芳编著)的《有线电视》和电子工业出版社出版(李勇、达新宇、曹华民编著)的《广播电视传输网络工程设计与维护》。以下附表1为各系列高频同轴电缆在不同的频段及传输距离的工作特性分析，以便说明本发明的传输通迅网络的设计优点。
表1各系列高频同轴电缆在不同的频段及传输距离的工作特性
上表中说明工作频率越高，信号衰减量越大，传统的技术结构中为了得到更高的通讯资源频率，是以牺牲低频段传输性能去实现的，所以网络中大量使用了均衡和斜率控制以抑制低频段信号放大量，造成了大量的资源浪费，本发明的网络设计原则为每个用户授权拥有一个专有频率的专有信道，可以按远近分置网段的工作频率，可充分无缝利用高频同轴电缆的各频段传输特性，可省去线路中的均衡和斜率控制，使一级放大传输1000米以上(因800MHZ网络中不足200米就要进行中继放大以补偿高频损失)而低频段在1000米时仍有84～98.5db场强。
如图5A所示为本发明的下行传输通讯网络电路原理图。图中的设计原则采用CATV技术标准，UH为下行高频宽带复合信号，经Mic7230A放大输出110db的场强(干线中不超过3级放大可使用使用到最高120db输出)经Trilgymc^20.500高频电缆向下传输，在200米段接HDC-172-08分支器分出两路支干线，其支干线中的所有用户均授权使用800MHZ以上的频段频率，则支干线只计算800MHZ以上频率的各距离上的信号场强状况，在支干线每50米接入HDC-17-08分支器，分出两路用户支线，其输出场强为110db-6.17×2(百米线损)-8(分支损耗)＝89.66db，其初始用户支线上的各用户使用800MHZ以上的最高频率，在支干线上的200米处接第四个HDC-172-08分支嚣，分出2路用户支线，其初始输出为89.66-6.17×2(百米电缆损耗)-3×4(3只二分支器的插入损耗)-8(分支损耗)＝57.32db。则第一个四分支用户群为57.32-6.17×0.5-14＝40.24db，第二四分支用户群为57.32-6.17×1-4×1-8＝39.15db，第三个四分配用户群为57.32-6.17×1.5-4×2-8(分配损耗)＝32.07db，根据数字高频信号在用户端的标准场强为40db±10db，则各用户端的场强完全符合要求标准，在支干线上为延长距离可加支干线放大器，为保证信号度量，在未加其它专门技术措施时原则上不得超过三级。在干线中每200米加接HDC-172-082分支器，分出各频段的支干线，在第800米处分出2路工作于200MHZ以上、399.9MH以下的支干线，则分支初始电平为110db-3.04×8(200MHZ线损)-1.5×3(200MHZ时3个分支器的插耗)-8(分支损耗)＝73.18db，支干线每100米接HDC172-08(也可接174-*)，分出用户支线，在300米处的HDC-172-8分出的用户线的场强电平为73.18-3.04×3-1.5×2-8＝53.06db，则第一个四分用户群为53.06-3.04×0.5-14＝37.54db，第二个四分支用户群为53.06-3.04×1-1.5×1-10＝38.52db、第三个四分支用户群为53.06-3.04×1.5-1.5×2-8＝37.5db，四分配用户群为53.06-3.04×2-1.5×3-8＝34.48db，各用户场强电平均符合要求的标准。
如图5B所示为本发明的上行通讯传输网络电路原理图。支干线和用户支线设置要求和图5A对等同样设置，各用户的数字高频调制器按110db输出配置，则200MHZ频段支线的300米处的用户分支线的最远端四分配用户群到干线的电平为110db-3.04×5(200MHZ500米线损)-1.5×6(200MHZ分支器插入损耗)-8(分配混合损耗)＝77.8db。依次各用户群为110-3.04×4.5-1.5×5-10＝78.82db110-3.04×4-1.5×4-14＝77.84db110-3.04×3.5-1.5×3-16＝77.86db完全符合支线放大器的输入段电平要求，经MIC-6330A放大后输出为110db，则到达干线前端放大器的电平为110-3.04×8-1.5×3-8＝73.18db，经干线放大器MIC6330B放大后输出电平为105.18db到HF。干线上的800MHZ频段的干线200米处的用户支干线的最远端四分配用户群到达支干线的电平为110-6.13×1.5-2×4-8＝84.74db，依次其它四分支用户群为110-6.17×1-1×4-14＝85.83db，110-6.17×0.5-20＝86.92db，其频率最高-1.5db＝85.42db。经FBV718P放大器放大后到达干线的电平为85.5±18-6.17×2-3×4-8＝71.06db，经FAG-724P放大后到达干线放大器的输入端的电平为71.06+24(放大增益)-6.17*2-8＝74.72db，调整衰减为和其它支干线的电平差符合邻频技术要求(±2db)，经干线放大器MIC-6330A放大后到HF输入端。
如图6所示为本发明的用户端操作装置，同时兼电信的话务通讯。其中IC1为DTMF双音频拨号集成电路，采用MK5087，内设键盘逻辑电路，3脚、4脚、5脚、9脚为键列输入，11脚、12脚、13脚、14脚为键行输入，外接键盘操作，内设时钟振荡电路，7脚、8脚接有晶振HID，7脚为振荡输入，8脚为振荡输出，内设分频电路、阶梯定标电路、数模转换电路等。由16脚输出DTMF双音频信号，V+为电源，MC为话筒，电阻R1为MC的偏置电阻，G1为音频放大三极管，R3为G1的基极偏置电阻，R4为G1的集电极负载电阻，R5为G1的发射极电阻，C4为发射极旁路电容，C2、C3、C12为耦合电容，R2为MC音量限制电阻，电容C1、稳压二极管D、电阻R6组成电源滤波电路，G2、G3、G4为低频放大三极管，R15为G2的基极偏置限幅电阻，R13为G2的发射极电阻，R14为G2的集电极负载电阻，兼电源保护限流电阻，R12为G3的集电极负载电阻，兼G4的基极偏置电阻，IC2为音频放大集成电路，采用LM386，内设前置放大、功率放大电路，C6为旁路电容，C7、C8、C14为藕合电容，可调电阻R8和电容C5接在11脚和8脚之间，调节R8和C5可改变放大增益，电位器RW和电阻R7组成音量调节电路。SA为压簧开关，V+为电源。当IC1的输入键盘操作时将所需的通讯信头和信尾控制信号及电信对内对外通讯的被叫方地址发出，应注意D为信尾专用键，在用户端不用。经16脚输出经C12耦合到G1的基极，经G1放大后经集电极和C3输出，经模数转换(PCM)为数字信号US1～USn 输入Td1～Tdn。此时SA处于摘机状态，SA的1脚和2脚导通，向键盘操作和音频放大及IC2组成的功率放大电路供电和被叫叫通后用户的语音经MC转换为电信号经C2、R2到G1的基极，经G1放大后经上行线路到达前端服务器，处理后和对方通话，对方的来话信号经服务器处理和交换经下行线路传到用户端，经数模转换后(PCM)接RW的输入端，经C8偶合到IC2的3脚，经放大从IC2的5脚输出功率音频信号，经C7偶合到扬声器Y2，还原放出语音。当SA处于挂机状态时SA的1脚、2脚断开，3脚、4脚导通，当无振铃信号(有电信信令控制决定)时。Ub为低电平则NPN晶体三极管G2基极处于低电位，G2导通工作，G3基极得到偏压导通工作，R12压降增大，使G4基极处于低电压不导通状态。当有电信的振铃信号到来时，G2的基极处于高电位，G2截止不导通，此时G3无基极偏置电压，处于截止不导通状态，使R12压降减小，则使G4基极偏置电压升高导通工作，经集电极和发射极向IC3供电，IC3为振铃集成电路KA2410，内设高低、两组振荡电路。R10电阻、C13电容分别接4脚和3脚组成低频振荡，R11电阻C10电容接6脚、7脚组成高频振荡。电阻R9接2脚为电源触发控制，1脚接电源，C9为滤波电容，其振荡频率和R10、C13及R11、C10的大小有关，当电源导通时IC3工作所产生的高低组振荡频率信号以10HZ的频率切换工作，经叠加放大后经8脚输出，经电容C11藕合到音频电压器B的初级线圈，再藕合到次级线圈，接扬声器Y1放音，完成振铃提示工作。振铃信号停止则G4截止，IC3断电停止工作，若用户摘机通话则SA11脚、2脚导通，3脚、4脚断开使振铃停止。
图7所示为本发明的用户端多功能服务应用接口电路原理图，如图所示IC1为DTMF双音频解码专用集成电路，本实施例中采用YN9101，和图2A的IC1的内部电路相同，HL为晶体振荡器接9脚、10脚，7脚为双音频信号输入脚。G为低频放大三极管，R1为G的基极偏置电阻，R2为G的集电极负载电阻。
IC2为DTMF双音频译码专用集成电路，本实施例中采用CD4028，内部电路设置和图2A的IC2内部电路相同，当有DTMF双音频编码信号到来时，经C1耦合输入双音频解码专用集成电路IC1的7脚，经1脚、2脚、13脚、14脚输出两组2进制DTMF信号到双音频译码专用集成电路IC2的对应的3脚、2脚、22脚、21脚，此时从双音频解码专用集成电路IC1的12脚输出高电平经R1到G的基极，使G得到基极偏置电压，导通工作，则双音频译码专用集成电路IC2的23脚处于接地状态开始工作，以保证只有在有DTMF信号时双音频解码专用集成电路IC1、双音频译码专用集成电路IC2才处于工作状态，2进制DTMF信号经双音频译码专用集成电路IC2译为10进制双音频的1、2、3、4、5、6、7、8、9、0、*、A、B、C、D信号，分别在9、10、8、7、6、5、4、18、17、20、19、14、13、16、15、11脚输出。Kj为常闭继电器开关，Da1、Da2、Da3、Da4、Da1’、Da2’、Da3’、Da4’、Db1、Db2、Db3、Db4、Db1’、Db2’、Db3’、Db4’、Dc1、Dc2、Dc3、Dc4、Dc1’、Dc2’、Dc3’、Dc4’、Dd1、Dd2、Dd3、Dd4、De1、De2、De3、De4、Df1、Df2、Df3、Df4、Dg1、Dg2、Dg3、Dg4、Dh1、Dh2为单向晶闸管。IC3为音频功率放大集成电路，本实施例中采用LM386，内设前置放大，功率放大等电路，电位器RW和电阻R4组成音量调节电路，电阻R3为自动报警时音量保持电阻，其阻值远大于R4。电阻R5、R6、R7、R8、R9、R10为电流限制保护电阻，R11为阻尼电阻。C 1、C2、C3、C5为藕合电容，C4为旁路电容，Da1、Da2、Da3、Da4、的控制极分别接IC2的#(14)脚、B(16)脚、9(17)脚、1(9)脚组成#B91编码控制电路，和常开继电器开关K1串接，对应的Da1、Da2’、Da3’、Da4’的控制极分别和双音频译码专用集成电路IC2的※(19)脚，9(17)脚、9(17)脚、1(9)脚相接，组成编码为※991的和常闭继电器开关K1s串连的控制电路，并串接有手动开关SK1，SK1断开时控制不起作用。同样Db1、Db2、Db3、Db4、和Dc1、Dc2、Dc3、Dc4的控制极分别接音频译码专用集成电路IC2相应脚并串接常开继电器K2、K3组成编码为#B92和#B93的控制电路，对应的Db1’、Db2’、Db3’、Db4’和Dc1’、Dc2’、Dc3’、Dc4’的控制极和双音频译码专用集成电路IC2的相应脚相接组成编码为※992和※993的和常闭继电器开关K2S、k3S及手动开关SK2、SK3的控制电路，其K1、K2、K3分别串连于室内外需控制的电器，如空调、洗衣机、灯光等电源开关上，如需其它更多的控制可照此方式设置多路编码控制电路。Dd1、Dd2、Dd3、Dd4的控制极分别接双音频译码专用集成电路IC2的C(15)脚、1(9)脚、1(9)脚0(20)脚，De1、De2、De3、De4的控制极分别接双音频译码专用集成电路IC2的C(15)脚、1(19)脚、1(19)脚、9(12)脚，Dg1、Dg2、Dg3、Dg4的控制极分别接双音频译码专用集成电路IC2的C(15)脚、1(19)脚、2(10)脚、1(9)脚，分别组成C110和C119及C121的编码控制电路，其下端共同串接常闭双连继电器开关K5和组合继电器K4，K4不动作时1脚2脚导通，接前级音频信号，经RW输入端输入，经调节端接音频功率放大集成电路IC3的3脚输入，经6脚输出放大后的音频功率信号经C3藕和推动扬声器Y放音，K5不动作时1脚2脚接通、使电阻R4接入RW的下端组成音量调节电路，此时因R3远大于R4，则R3不起作用，音频功率放大集成电路IC3的6脚接电源V+，SA为音频放大电路的手动开关，DR为二极管，Dh1、Dh2的控制极分别接双音频译码专用集成电路IC2的C和D，组成C、D编码并串接常闭继电器开关Kj，Kj的控制线圈一端接C110、C119、C121编码控制的上端。其工作方法为，当用户在远程用手机或固定电话(此时Sk1、Sk2、Sk3设定为闭合状态，当Sk1、Sk2、Sk3分别处于断开时，其对应的控制不起作用)，首先拨通用户家内的固定电话号码，经电信和用户网的服务器连接，服务器接到信号后经处理发给用户机，经数字模拟转换器转换后接K5的4脚，经K5的3脚经R11到耦合电容C1，输入DTMF双音频解码专用集成电路IC1的7脚。当听到接听回音后，可在远程按手机或固定电话的#B91(建议手机或座机启用A、B、C、D键，以便于操作，如无此键功能的手机或座机可改用其它号码开头)，此时Da1、Da2、Da3、Da4导通，电源经SK1的常闭开关，经Da1、Da2、Da3、Da4和K1、R7构成通路，K1的控制线圈通电，K1动作使开关闭合，完成远程家中开机控制，同样可操作#B92、#B93控制其它相关电器开机工作，当用户远程用手机或座机拨通家中的号码时可操作※991键，此时Da1’、Da2’、Da3’、Da4’导通，K1S继电器通电动作使常闭开关断开，则Da1、Da2、Da3、Da4、Da1’、Da2’、Da3’、Da4’一瞬间断电，使导通释放，处于不导通待机状态，K1断开连接，K1S闭合，重新处于待机控制状态，完成远程关机功能，同样可操作※992和※993完成所对应的关机控制。
当社会中发生的公共突发事件如重要刑事案件的群体指挥、意外大型交通控制、各类气象突发灾害、用户内的消防报警等需要分级分区分户的向各用户发出警报和指挥信息时，管理者可通过电信网、广电网、互联网向所需服务的用户区或用户组发出C110或C119及C122、C121经用户区服务器向用户发出通讯报警指挥服务信号UDA4，可分别使Db1～Db4、De1～De4、Df1～Df4、Dg1～Dg4导通，使电源经KJ常闭开关接通到K4和K5使其通电工作，K4断开1脚2脚切断前期信号，接通3脚4脚和使音频功率放大集成电路IC3供电工作，DR为防止正常工作时想控制电路供电。此时SA不起作用，K5断开1脚、2脚使R4空置，此时由于R3阻值远大于R4，使RW处于音量最大状态，以保证报警效果。此时从前端来的报警信号或语言指挥信号UDA经RW输入到音频功率放大集成电路IC3的3脚，完成公共突发紧急报警指挥功能。此功能可接到电视机、音响、电脑等家电的音频放大电路工作。当报警结束时，在信尾加有C、D编码的触发使Dn1、Dn2导通，KJ通电工作，常闭开关断开，使相关的De1～De4、Df1～Df4、Dg1～Dg4、Dh1、Dh2断电释放导通工作，处于断开待机状态，从而完成在公共突发事件时用户机的自动开机、自动音量增大、自动信号切换、自动关机的智能应急公共服务功能。
根据本发明的频率分配用户接入局域网的系统和上、下线传输方法，采用了新的为每个用户提供专用通讯信道的不受忙闲影响的高透明的通讯资源配置技术和高频率宽频谱的高速率大容量的在主干线实现中间无中继放大的无源运行的用户接入局域网的物理线路构造，实现了无缝的通讯资源利用，建立适用于大众化操作习惯的易学易用的利于普及应用的操作和通讯服务技术。可一网综合性、高效率的支持广电、电信、互联网、公众信息服务网等干线网的数据通讯接入，支持本网(区)内的多功能通讯。能更好的发挥数字化信息技术的智能(高速逻辑运算)、传输(高速率大容量通讯)、存储(高速大容量的密集信息存取)优势。使干线网和用户接入局域网的功能和任务分置而实现高效率的数据通讯运行模式，同时可兼容现有的TCP/IP技术架构及模拟通讯系统。具有综合成本低、易于施工和维护、方便管理、用户增容不用线路施工、综合布线极少、能适应技术升级换代、可实现用户接入局域网设备的工厂化批量生产、能有效低成本的实施广电及电信等系统的时代换型等优点。本发明适用于用户高度密集、信息通讯量大的社会现状，由于有效的支持了大众化普及应用，有利于数字化社会建设的快速发展。
虽然已经描述了本发明的优选实施例，然而说明书中所公开的内容仅仅用于说明目的，本领域的一般技术人员将应该理解，本发明不限于所描述的优选实施例，而且在如由所附权利要求定义的本发明的实质和范围内能够进行各种变化和修改。
权利要求
1.一种频率分配用户接入局域网的系统，包括信息处理设备，用于处理社会干线网输入，并产生带有多个用户地址编码的下行集成数字基带信号；交换机，用于接收所述信息处理设备产生的所述下行集成数字基带信号，产生带有多个用户地址编码的多路下行多路数字基带信号；多个第一调制器，其每个工作于不同的频率，用于根据所述多个用户地址编码之一中所包含的信头接收所述交换机产生的多路下行数字基带信号中的对应一个，调制所接收到的该下行多路数字基带信号，产生一路对应频率的下行高频复合信号；宽带高频合成器，合成所述多个第一调制器产生的多个下行高频复合信号，产生一路第一下行高频宽带复合信号；下行放大器，用于将从所述宽带高频合成器接收到的所述第一下行高频宽带复合信号放大到设计电平，产生放大的第一下行高频宽带复合信号；多个干线分支器，其按照主网段的频段高低分级并级联，用于根据所述主网段接收来自所述下行放大器的所述放大的第一下行高频宽带复合信号，并将所述放大的第一下行高频宽带复合信号按频率高低分支为多个主网段的第二下行高频宽带复合信号，其中所述多个主网段对应的频段各不相同，所述多个次级网段对应的频段各不相同，所述多个主网段中的每个包括对应的多个次级网段；多个支线分支器，其对应于每个干线分支器分组，对应于每个干线分支器的每组支线分支器按照所述主网段范围内的所述多个次级网段的频段高低分级并级联，其每个用于对应于所述多个次级网段中的一个次级网段接收所述一个次级网段的第二下行高频宽带复合信号中的一个，产生所述一个次级网段的多路第三下行高频宽带复合信号；多个用户终端数字高频解调器，其每个用于从所述多个支线分支器中的对应一个接收对应次级网段内的多路第三下行高频宽带复合信号，根据所述用户地址编码选择具有与所述用户地址编码对应的频率的所述该次级网段内的多路第三下行高频宽带复合信号中的一路，并解调为对应于所述频率的下行数字基带信号；多个用户终端调制器，其每个用于根据用户指令接收带有地址编码信头的多个数字基带信号中的对应一个，并将其调制为对应于所述多个用户终端调制器的次级网段频率中的一个的上行高频复合信号；多个支线混合器，对应于所述主网段分组，按照所述主网段范围内的所述多个次级网段的频段高低分级并级联，其每个用于自频率由低至高逐级混合从所述多个用户终端调制器中对应的用户终端调制器接收到的所述多个上行高频复合信号及从所述分组内的相邻下级支线混合器接收到的上行高频复合信号，并产生对应覆盖相应的频率较低的各下级次级网段的第一上行高频宽带复合信号；多个干线混合器，其按照主网段的频段高低分级并级联，用于混合从对应主网段的支线混合器分组中相邻支线混合器接收到的第一上行高频宽带复合信号和来自相邻主网段频段较低的干线混合器的上行高频宽带复合信号，并产生对应覆盖相应的频段较低的各下级主网段的第二上行高频宽带复合信号；上行放大器，用于放大从相邻所述干线混合器接收到的第二上行高频宽带复合信号，并产生放大的上行集成高频宽带复合信号；宽带高频分配器，用于接收所述放大的上行集成高频宽带复合信号，并将所述放大的上行集成高频宽带复合信号分配为多路上行高频宽带复合信号；和多个第一解调器，其每个用于接收所述多路上行高频宽带复合信号中的与用户端频率对应的一路，解调产生对应于带有用户地址编码的一数字解调基带信号，并将产生的所述数字解调基带信号经所述交换机提供给所述信息处理设备，其中，所述信息处理设备根据接收到的所述数字解调基带信号中的地址编码的信头选择社会干线网输出或者向所述交换机提供带有多个用户双音频地址编码信头的下行集成数字基带信号。
2.如权利要求1所述的频率分配用户接入局域网的系统，其中，所述地址编码为双音频地址编码，其包括信头和信尾。
3.如权利要求2所述的频率分配用户接入局域网的系统，其中，所述多个第一调制器中的每个包括数字模拟转换电路，用于接收来自交换机的带有多个用户地址编码的对应一路下行多路基带信号，将其转换为模拟基带信号；双音频解码电路，用于接收来自数字模拟转换电路的模拟基带信号，根据双音频地址编码信头对所述模拟基带信号解码，并输出两组二进制双音频编码信号；双音频译码电路，用于接收所述两组二进制双音频编码信号，将其解码为十进制双音频编码信号；双音频编码开关电路，用于接收所述十进制双音频编码信号，当所述十进制双音频编码信号中包括所述信头时，输出电源控制电流，当所述十进制双音频编码信号中包括所述信尾时，不输出所述电源控制电流；数字高频调制部分，用于接收来自所述交换机的带有多个用户地址编码的对应一路下行多路数字基带信号，当接收到所述电源控制电流时，调制所述一路下行多路数字基带信号，并输出固有频率的下行高频复合信号；和频率转换部分，用于从所述数字高频调制部分接收所述固有频率的下行高频复合信号，将其转换为具有与用户地址编码对应的频率的下行高频复合信号。
4.如权利要求3所述的频率分配用户接入局域网的系统，其中，所述双音频编码开关电路包括开机地址编码组合电路部分，用于接收所述十进制双音频编码信号中的信头，产生电源控制电流；关机编码电路部分，用于接收所述十进制双音频编码信号中的信尾，产生关机信号，控制所述开机地址编码组合电路部分关断。
5.如权利要求1～4中的任一项所述的频率分配用户接入局域网的系统，其中，每个所述干线分支器和每个所述支线分支器均为2×n分支器，n为大于1的正整数。
6.如权利要求1～4中的任一项所述的频率分配用户接入局域网的系统，其中，每个所述干线混合器和每个所述支线混合器均为2×n混合器，n为大于1的正整数。
7.如权利要求1～4中的任一项所述的频率分配用户接入局域网的系统，其中所述第一调制器是数字高频调制器，所述第一解调器是数字高频解调器。
8.如权利要求1～4中的任一项所述的频率分配用户接入局域网的系统，其中所述多个干线分支器中的每个与相邻支线分支器之间设置一带通滤波器，用于限制所述多个次级网段的频率中所对应的一个频率以外的频率。
9.一种频率分配用户接入局域网中的下行传输方法，包括下述步骤步骤1，处理社会干线网输入，并产生带有多个用户地址编码的下行集成数字基带信号；步骤2，根据所述步骤1中产生的所述下行集成数字基带信号，产生带有多个用户地址编码的多路下行多路数字基带信号；步骤3，对应于根据所述多个用户地址编码之一中所包含的信头接收所述步骤2中产生的多路下行多路对数字基带信号中的对应一个，调制所接收到的该下行多路数字基带信号，产生一路对应频率的下行高频复合信号；步骤4，合成所述步骤3中产生的多个下行高频复合信号，产生一路第一下行高频宽带复合信号；步骤5，将所述第一下行高频宽带复合信号放大到设计电平，产生放大的第一下行高频宽带复合信号；步骤6，根据主网段接收所述放大的第一下行高频宽带复合信号，并将所述放大的第一下行高频宽带复合信号按频段高低分支为多个主网段的第二下行高频宽带复合信号，其中所述多个主网段中的每个包括对应的多个次级网段，所述多个主网段对应的频段各不相同，所述多个次级网段对应的频段各不相同；步骤7，对应于所述多个次级网段中的一个次级网段接收所述一个次级网段的第二下行高频宽带复合信号中的一个，产生所述一个次级网段的多路第三下行高频宽带复合信号；和步骤8，接收对应次级网段内的多路第三下行高频宽带复合信号，根据所述用户地址编码选择具有与所述用户地址编码对应的频率的所述该次级网段内的多路第三下行高频宽带复合信号中的一路，并解调为对应于所述频率的下行数字基带信号。
10.如权利要求9所述的频率分配用户接入局域网中的下行传输方法，其中，所述地址编码为双音频地址编码，其包括信头和信尾。
11.如权利要求10所述的频率分配用户接入局域网中的下行传输方法，其中，所述步骤3包括接收来自步骤2的带有多个用户地址编码的对应一路下行多路基带信号，将其转换为模拟基带信号；接收所述模拟基带信号，根据双音频地址编码信头对所述模拟基带信号解码，并输出两组二进制双音频编码信号；将所述两组二进制双音频编码信号解码为十进制双音频编码信号；接收所述十进制双音频编码信号，当所述十进制双音频编码信号中包括所述信头时，输出电源控制电流，当所述十进制双音频编码信号中包括所述信尾时，不输出所述电源控制电流；接收所述带有多个用户地址编码的对应一路下行多路数字基带信号，当接收到所述电源控制电流时，调制所述一路下行多路数字基带信号，并输出固有频率的下行高频复合信号；和将所述固有频率的下行高频复合信号转换为具有与用户地址编码对应的频率的下行高频复合信号并输出。
12.如权利要求9～11中的任一项所述的频率分配用户接入局域网中的下行传输方法，其中，在所述步骤6中，采用2×n分支器对所述放大的第一下行高频宽带复合信号进行分支，n为大于1的正整数。
13.如权利要求9～11中的任一项所述的频率分配用户接入局域网中的下行传输方法，其中，其中调制采用数字高频调制方式。
14.一种频率分配用户接入局域网中的上行传输方法，包括下述步骤步骤1，从多个用户终端调制器接收多个用户指令；步骤2，根据所述多个用户指令接收带有地址编码信头的多个数字基带信号中对应于各用户指令的相应数字基带信号，并将其调制为对应于所述多个用户终端调制器的次级网段频率中的多个上行高频复合信号，其中所述多个次级网段组成多个主网段，所述多个主网段对应的频段各不相同，所述多个次级网段对应的频段各不相同，各主网段的频段覆盖所包含次级网段的频段；步骤3，采用对应于所述主网段分组并按照所述主网段范围内的所述多个次级网段的频率高低分级并级联的多个支线混合器自频率由低至高逐级混合从所述多个用户终端调制器中对应的用户终端调制器接收到的所述多个上行高频复合信号及从所述分组内的相邻下级支线混合器接收到的上行高频复合信号，并产生对应覆盖相应的频率较低的各下级次级网段的第一上行高频宽带复合信号；步骤4，采用按照主网段的频率高低分级并级联的多个干线混合器，混合从对应主网段的支线混合器分组中相邻支线混合器接收到的第一上行高频宽带复合信号和来自相邻主网段频率较低的干线混合器的上行高频宽带复合信号，并产生对应覆盖相应的频率较低的各下级主网段的第二上行高频宽带复合信号；步骤5，放大从所述多个干线混合器中网段频率最高的干线混合器中接收到的第二上行高频宽带复合信号，并产生放大的上行集成高频宽带复合信号；步骤6，将所述放大的上行集成高频宽带复合信号分配为多路上行高频宽带复合信号；步骤7，采用多个解调器中的每个分别接收所述多路上行高频宽带复合信号中的与用户端频率对应的一路，解调产生对应于带有用户地址编码的多路数字解调基带信号；步骤8，接收产生的所述多路数字解调基带信号，并根据接收到的所述多路数字解调基带信号中的地址编码的信头输出带有多个用户双音频地址编码信头的集成数字基带信号。
15.如权利要求14所述的频率分配用户接入局域网中的下行传输方法，其中，每个所述干线混合器和每个所述支线混合器均为2×n混合器，n为大于1的正整数。
16.如权利要求14或15所述的频率分配用户接入局域网中的下行传输方法，其中所述解调器是数字高频解调器。
全文摘要
一种频率分配用户接入局域网的系统及上、下行传输方法。频率分配用户接入局域网的系统包括信息处理设备、交换机、多个第一调制器、宽带高频合成器、下行放大器、多个干线分支器、多个支线分支器、多个用户终端数字高频解调器、多个用户终端调制器、多个支线混合器、多个干线混合器、上行放大器、宽带高频分配器、多个第一解调器。本方面采用了新的为每个用户提供专用通讯信道的不受忙闲影响的高透明的通讯资源配置技术和高频率宽频谱的高速率大容量的在主干线实现中间无中继放大的无源运行的用户接入局域网的物理线路构造，实现了无缝的通讯资源利用，建立适用于大众化操作习惯的易学易用的利于普及应用的操作和通讯服务技术。
文档编号H04L12/28GK1758584SQ200510105789
公开日2006年4月12日 申请日期2005年9月29日 优先权日2005年9月29日
发明者王亦兵 申请人:王亦兵