专利名称：用于全数字自主多信道寻址的无线收发信机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种全数字自主多信道寻址的无线收发信机、尤其用于900MHz全数字自主多信道寻址的无线系统收发信机，包括经天线收发无线信号的超低功耗无线收发模块、控制所述超低功耗无线收发模块的微处理器、对所述超低功耗无线收发模块和所述微处理器进行可编程控制的可编程控制器。
背景技术：
全数字自主多信道无线系统是指没有作转发用基站的移动通信系统，由于基站也常被人们称作无线电中心，故900MHz全数字自主多信道无线系统又称无中心系统。而现今我们使用的手机，无论是GSM还是CDMA系统，都有大量作转发用基站的支持，均为有中心移动通信系统。
公众无线通信和无线专网通信是无线通信的两大应用领域，公众无线通信横向、跨行业、面向全社会，而专网通信以垂直的行业应用或某些特定领域的应用为主。以美国为例，在1990年，在美国获得许可证的非蜂窝无线系统就拥有1200万的用户，这比当时蜂窝用户数目多两倍。1995年美国的移动和便携式无线电用户数量已达到一亿左右，占美国人口总数的37％。由此可见，随着经济的不断发展，无线专网市场将会有巨大的发展。但由于中国的无线通信制造业，基本上还是停留在跟随与仿造阶段，对于无线通信产品，尤其是900MHz以上的无线通信产品自主研发能力较弱，目前的现状是无线专网有巨大的应用市场需求而无适销对路的产品。
中国自1983年由北京市无线电管理委员会和北京电子学会通过日本健伍公司引进四台900MHz无中心选址系统车载台(模拟系统)，由北方交大与无锡无线电厂合作仿制研发，对900MHz无中心电台进行初步分析研究并进行了900MHz电波传播特性的测试和试验。原电子工业部七所对900MHz无中心电台进行了技术跟踪，并与无锡无线电厂合作进行体制分析、专题研究、样机研制等工作。1990年原电子部七所与719厂合作小批量生产固定台、车载台及中继台等产品。在此期间，天津712厂和其它单位亦批量引进日本900MHz电台大散件在国内组网应用。
900MHz无中心选址系统在中国经过了10多年的使用，探索了适合中国的技术体制，并于1995年发布了两个国家标准《无中心多信道选址移动通信系统体制》和《无中心多信道移动通信设备总规范》。
无中心选址系统的优点是1、将集中控制转为分散控制，无需造价高昂、结构复杂的交换控制中心，设备投资费用低廉，组网灵活。
2、多信道共用，解决了传输线路分享，提高了频谱利用率。
3、数字选呼，编码容量大，接续速度快。
无中心多信道选址通信系统对用户来讲，最大的好处是一次性购置了设备后无需再支付每月的通信费用，因此900MHz无中心选址系统在有关领域的应用中，有着蜂窝公网系统(如GSM系统，CDMA系统)和集群调度系统所不具备的明显优势。
传统模拟无中心系统无线专网产品，是20年前仿日本的产品，其主要功能仅仅是通话，而且通话质量和保密性能较差，不能满足各行各业从自身业务出发对无线通信的要求。随着当前经济的发展，中国各行各业需要新一代的具有话、数、图功能的无线专网无中心系统产品，此外一些特殊领域，在保密等方面也有一定要求。随着经济的不断发展，无线专网市场将会有巨大的发展。但由于中国的无线通信制造业，基本上还是停留在跟随与仿造阶段，对于无线通信产品，尤其是900MHz以上的无线通信产品自主研发能力较弱，目前的现状是无线专网有巨大的应用市场需求而无适销对路的产品。随着我国经济的发展，无线专网在各行各业的需求迅速上升，而公众无线通信网又不能全部替代专网，因此出现了无线专网市场的真空。中国信息产业部无线局在2002年发文指出近年来，无中心控制多信道选址移动通信系统发展缓慢，但目前各行业对无线对讲机及短数据传输通信服务有大量需求，而150MHz、450MHz频段的频率资源已无法满足需求，应重视推广使用900MHz无中心通信系统。信息产业部无线局并确认该系统可承担语音和部分短数据传输业务，适用于单位专网通信及居民社区管理通信等用途。在2004年内，信息产业部无线局对900MHz无中心通信系统曾先后召开了三次座谈会，其主要精神是先用两年时间用900MHz无中心通信系统替代450MHz频段的无线对讲机，再用两年时间用900MHz无中心通信系统替代150MHz频段的无线对讲机。据了解，我国目前150MHz、450MHz频段的无线对讲机拥有量为五千多万台，这一更换，每年将是一千多万台的大市场。我们目前推出的新一代900MHz全数字自主多信道无线系统，用全新的数字技术代替模拟技术，是国内目前唯一的900MHz全数字自主多信道无线系统。更为重要的是该项产品的核心技术RF模块全部是由中国自主开发。新一代900MHz全数字自主多信道无线系统的推出，将会极大地推动我国无线专网市场的发展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种全数字自主多信道的无线收发信机、尤其是用于900MHz的全数字自主多信道无线收发信机，使得通过对射频RF的特殊处理，该无线系统不但能实现双工通话和数据传输，而且在通话时还具有广播和强拆功能。
本发明用于全数字自主多信道寻址的无线系统收发信机，包括经天线收发无线信号的超低功耗无线收发模块、控制所述超低功耗无线收发模块的微处理器、对所述超低功耗无线收发模块和所述微处理器进行可编程控制的可编程控制器，其中所述超低功耗无线收发模块由第一超低功耗无线收发模块和第二超低功耗无线收发模块组成，由所述第一超低功耗无线收发模块发射和接收无线射频信号，由所述第二超低功耗无线收发模块负责持续地监视通过天线接收的来自其他通信方的无线信令信号。
相对于传统模拟无中心系统无线专网产品均为单工按PTT键的通话方式，通过本发明用以上方案能在915-917MHz频段内每个25KHz带宽内使信道数据传输速率达19.2KBit/S。由此能够很好地满足话、数、图的传输要求。根据这种900MHz全数字自主多信道无线系统，用全新的数字技术代替了模拟技术，其组网方式灵活，无需造价高昂、结构复杂的交换控制中心和基站即可实现手持机与手持机之间的双工通话、数据传输及图象传输，可随时随地组织起覆盖半径达到5-6公里的通信指挥网，为各行业提供专门的服务。
优选地，当所述的可编程控制器欲经所述的第一超低功耗无线收发模块传送指令/数据时，先通知所述微处理器将所述第一超低功耗无线收发模块改变为发射模式，然后在传送完毕时改变为接收模式。所述发生/接收模式的改变可以通过硬件中断处理的方式实现。所述微处理器可以根据所述可编程控制器的控制信号的上升沿而产生中断信号，以控制所述第一超低功耗无线收发模块改变为发射模式。所述微处理器可以根据所述可编程控制器的控制信号的下降沿而产生中断信号，以控制所述第一超低功耗无线收发模块改变为接收模式。
所述微处理器可以被编程成与所述的可编程控制器、第一超低功耗无线收发模块和第二超低功耗无线收发模块交互完成以下功能中的一个或多个-选择预通话的两个信道，默认值为大于或等于3个信道，-设定窗口时间值，-判断射频信道是否有人使用，若有人占用，则同时检查该信道的双方是否有属于自己准备通话的对象，如有，则自动中止本次想要通话的动作，-根据通信对方的确认信息来选择用于发起通信的射频信道，并判断该通信对方是否为原设定的主叫方或被叫方，若不是，则表示该信道碰撞，-判断在信令信道上是否有接续，-对碰撞进行处理，-为所述可编程控制器预给定初始的和临时变更的剩余时间，-接收来自所述可编程控制器的56bit指令信息，-将信道状态存储于存储器中而无需让所述可编程控制器知道。
根据进一步改进的方案，在所述可编程控制器上还连接了语音模块、语音编解码器、和/或扬声器/传声器。由此实现该收发信机的语音功能。
在所述微处理器上还可以连接输入键盘、电源管理装置、用于稳频的温度补偿装置、和/或蜂鸣器。输入键盘例如被用来实现人机对话，电源管理装置譬如被用来对设备的电源进行管理，而所述的温度补偿装置可以被用来产生高精度的机频。
图1示出了本发明的无线系统收发信机的功能模块框图。
具体实施例方式
在图1所示的用于全数字自主多信道寻址的无线系统收发信机中，包括经天线ANT收发无线信号的第一超低功耗无线收发模块CC1020(RF)，第二超低功耗无线收发模块CC1020(Sig)，控制所述第一和第二超低功耗无线收发模块的微处理器uP，对所述第一和第二超低功耗无线收发模块CC1020和所述微处理器uP进行可编程控制的可编程控制器FPGA。由所述第一超低功耗无线收发模块CC1020(RF)发射和接收无线射频信号，由所述第二超低功耗无线收发模块CC1020(Sig)负责持续地监视通过天线接收的来自其他通信方的无线信令信号。
在此，所述微处理器uP采用型号77LE58，具有32k闪存ROM、1K RAM。同时在该微处理器uP上还连接了一个8K的闪存FLASH RAM。
图中，天线ANT给第一超低功耗无线收发模块CC1020(RF)和第二超低功耗无线收发模块CC1020(Sig)提供接收或发射的无线信号。
该收发信机应用于915-917MHz的频带。所述的频带被划分为80个带宽为25kHz的通信信道，其中1个被用作控制信道，79个被用作数据信道。信道数据传输速率为19.2Kbit/S。
当所述的可编程控制器FPGA欲经所述的第一超低功耗无线收发模块CC1020(RF)传送指令/数据时，先通知所述微处理器uP将所述第一超低功耗无线收发模块CC1020(RF)改变为发射模式，然后在传送完毕时改变为接收模式。
所述发生/接收模式的改变可以通过硬件中断处理的方式实现。所述微处理器uP根据所述可编程控制器FPGA的控制信号的上升沿而产生中断信号，以控制所述第一超低功耗无线收发模块CC1020(RF)改变为发射模式。所述微处理器uP根据所述可编程控制器FPGA的控制信号的下降沿而产生中断信号，以控制所述第一超低功耗无线收发模块CC1020(RF)改变为接收模式。
通过对微处理器uP进行编程，其可以与所述的可编程控制器FPGA、第一超低功耗无线收发模块CC1020(RF)和第二超低功耗无线收发模块CC1020(Sig)交互完成以下功能中的一个或多个-选择预通话的两个信道，默认值为大于或等于3个信道，-设定窗口时间值，-判断射频信道是否有人使用，若有人占用，则同时检查该信道的双方是否有属于自己准备通话的对象，如有，则自动中止本次想要通话的动作，-根据通信对方的确认信息来选择用于发起通信的射频信道，并判断该通信对方是否为原设定的主叫方或被叫方，若不是，则表示该信道碰撞，-判断在信令信道上是否有接续，
-对碰撞进行处理，-为所述可编程控制器FPGA预给定初始的和临时变更的剩余时间，-接收来自所述可编程控制器FPGA的56bit指令信息，-将信道状态存储于存储器FLASH RAM中而无需让所述可编程控制器FPGA知道。
在所述可编程控制器FPGA连接了语音模块dsp、语音编解码器CODEC、和扬声器/传声器。语音编解码标准可以采用G.723.1。在所述微处理器uP上连接了输入键盘、电源管理装置A/D、用于稳频的温度补偿装置A/D&Temp、和蜂鸣器。这些器件的工作原理与过程是现有技术中常见的，在此不必赘述。
权利要求
1.全数字自主多信道寻址的一种无线系统收发信机，包括经天线(ANT)、收发无线信号的超低功耗无线收发模块、控制所述超低功耗无线收发模块的微处理器(uP)、对所述超低功耗无线收发模块和所述微处理器(uP)进行可编程控制的可编程控制器(FPGA)，其特征在于所述超低功耗无线收发模块由第一超低功耗无线收发模块(CC1020(RF))和第二超低功耗无线收发模块(CC1020(Sig))组成，其中由所述第一超低功耗无线收发模块(CC1020(RF))发射和接收无线射频信号，由所述第二超低功耗无线收发模块(CC1020(Sig))负责持续地监视通过天线接收的来自其他通信方的无线信令信号。
2.如权利要求1所述的收发信机，其特征在于所述微处理器(uP)被编程成与所述的可编程控制器(FPGA)、第一超低功耗无线收发模块(CC1020(RF))和第二超低功耗无线收发模块(CC1020(Sig))交互完成以下功能中的一个或多个-选择预通话的两个信道，默认值为大于或等于3个信道，-设定窗口时间值，-判断射频信道是否有人使用，若有人占用，则同时检查该信道的双方是否有属于自己准备通话的对象，如有，则自动中止本次想要通话的动作，-根据通信对方的确认信息来选择用于发起通信的射频信道，并判断该通信对方是否为原设定的主叫方或被叫方，若不是，则表示该信道碰撞，-判断在信令信道上是否有接续，-对碰撞进行处理，-为所述可编程控制器(FPGA)预给定初始的和临时变更的剩余时间，-接收来自所述可编程控制器(FPGA)的56bit指令信息，-将信道状态存储于存储器(FLASH RAM)中而无需让所述可编程控制器(FPGA)知道。
3.如权利要求1或2所述的收发信机，其特征在于当所述的可编程控制器(FPGA)欲经所述的第一超低功耗无线收发模块(CC1020(RF))传送指令/数据时，先通知所述微处理器(uP)将所述第一超低功耗无线收发模块(CC1020(RF))改变为发射模式，然后在传送完毕时改变为接收模式。
4.如权利要求3所述的收发信机，其特征在于所述发生/接收模式的改变通过硬件中断处理的方式实现。
5.如权利要求3所述的收发信机，其特征在于所述微处理器(uP)根据所述可编程控制器(FPGA)的控制信号的上升沿而产生中断信号，以控制所述第一超低功耗无线收发模块(CC1020(RF))改变为发射模式。
6.如权利要求3所述的收发信机，其特征在于所述微处理器(uP)根据所述可编程控制器(FPGA)的控制信号的下降沿而产生中断信号，以控制所述第一超低功耗无线收发模块(CC1020(RF))改变为接收模式。
7.如权利要求1或2所述的收发信机，其特征在于该收发信机应用于915-917MHz的频带。
8.如权利要求7所述的收发信机，其特征在于信道数据传输速率为19.2Kbit/S。
9.如权利要求1所述的收发信机，其特征在于在所述可编程控制器(FPGA)上还连接了语音模块(SPEECH)、语音编解码器(CODEC)、和/或扬声器/传声器。
10.如权利要求1所述的收发信机，其特征在于在所述微处理器(uP)上还连接了输入键盘、电源管理装置、用于稳频的温度补偿装置、和/或蜂鸣器。
全文摘要
本发明提供一种全数字自主多信道寻址的无线收发信机、尤其是用于900MHz的全数字自主多信道寻址无线收发信机，使得该无线系统不但能实现双工通话和数据传输，而且在通话时还具有广播和强拆功能。其RF模块电路作了特殊处理，即所述超低功耗无线收发模块由第一超低功耗无线收发模块和第二超低功耗无线收发模块组成，由所述第一超低功耗无线收发模块发射和接收无线射频信号，由所述第二超低功耗无线收发模块负责持续地监视通过天线接收的来自其他通信方的无线信令信号。由于其RF的特殊处理，使得该无线系统不但能实现双工通话和数据传输，而且在通话时还具有广播和强拆功能。
文档编号H04Q7/32GK1941645SQ20051010834
公开日2007年4月4日 申请日期2005年10月12日 优先权日2005年9月30日
发明者蒋瑞清, 王强, 陈益中 申请人:蒋瑞清, 王强, 陈益中