专利名称：多频无线数模兼容移动通信装置及其通信系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及无线通信领域，特别是铁路通信领域的多频无线数模兼容移动通信装置及其通信系统。
背景技术：
我国工信部发布666号文件，预示着2016年模拟无线对讲完全退出国内市场，数字无线对讲将取代模拟无线对讲。数字无线对讲是将模拟信号数字化，以数字编码和数字调制的方式，并采用数字信号处理方法进行优化的通信方式。与模拟无线对讲相比，数字无线对讲具有许多优点，首先是可以更好地利用频谱资源，与蜂窝数字技术相似，数字无线对讲可以在一条指定的信道上如25KHz装载更多用户，提高频谱利用率，这是一种解决频率拥挤的解决方案，具有长远的意义。其次是提高话音质量。由于数字通信技术拥有数据纠错功能，和模拟无线通信相比，可以在一定范围内更广泛的信号环境中，实现更好的语音音频质量，其接收到的音频噪音会更少些，声音更清晰，数字通信提高和改进语音和数据集成，改变了信号随通讯距离增加而降低的弱点，与传统的模拟语音系统相比，数字无线对讲可以提供更好的数据处理及界面功能。数字通信符合通信发展的规律，是无线通信技术发展的方向。自1997年开始，我国铁路已实施了六次大提速，列车速度有了大幅度的提高，货物列车数量增加，重载列车不断扩大。在列车高速度和高密度运行条件下，在运输繁忙的铁路线上，列车单区间运行间隔只有3-7min，在这种形式下，无疑给现场施工作业维修作业安全带来了新的压力，给安全工作提出了更新更高的要求。如果不重视现场的防护或者现场防护不当，在线路上的作业人员不能预知来车及时下道避车，则可能导致作业人员人身伤亡事故的发生。根据《中华人民共和国铁道部铁路工务安全规则铁运[2006]177号部令》要求，凡影响行车安全的施工及发生线路故障地点，均应设置防护。施工负责人、防护员，必须携带列车无线调度电话等通信设备。钢轨探伤作业防护员、道口看守员、巡检及看守人员，均应携带列车无线调度电话、无线列调对讲机等通信设备，随时监听列车运行情况。发生异常情况时可直接通报车站值班员或列车司机。施工地点与防护人员间瞭望条件不良又无电话联系时，应增设中间防护人员。驻站联络员与现场防护员应至少每3-5min联系一次，通话实行三确认制度(确认对方姓名、确认对方听清、复诵受话内容，确认机具上道作业，下道完毕，开始作业和开通作业线路的命令等)。在铁路通信中，无线对讲装置广泛应用，随着时代发展也对无线对讲装置功能提出了更新换代的要求。目前，如何保障不同地形及不同范围的区间无线信号有效覆盖，如何确保安全防护人员严格按照规范操作，如何管理防护人员等是工务电务和供电部门安全施工防护迫切需要解决的实际问题
实用新型内容
[0006]本实用新型的主要目的在于克服现有技术的上述缺点，提出一种能实现列车接近实时预警、GPS定位功能、便于携带、使用灵活、操作简单、节约成本的多频无线数模兼容移动通信装置以及频谱利用率高、稳定性好、管理方便、网管易于操作的具有多种组网方式的移动通信系统。本实用新型采用如下技术方案多频无线数模兼容移动通信装置，其特征在于包括语音采集装置、语音播放装置、电源装置、按键装置、显示装置、存储装置、射频装置以及与上述语音采集装置、语音播放装置、电源装置、按键装置、显示装置、存储装置和射频装置相连的中央处理装置，该中央处理装置用于将通过语音采集装置采集到的音频信号进行放大和基带信号处理得到4FSK信号后送入射频装置进行调制产生射频信号后发出，以及将通过射频装置接收到的射频信号进行选频、二次混频、调制鉴频得到4FSK信号后进行基带信号处理得到音频信号，最后经语音播放装置播出。进一步地，所述中央处理装置包括有音频功放电路和基带芯片，所述音频功放电路与所述语音采集装置和语音播放装置相连用于将音频信号进行放大，所述基带芯片与所述射频装置和音频功放电路相连用于将经音频功放电路放大的音频信号进行AD采样、语音处理和编码得到4FSK信号后送至射频装置，以及对射频装置接收到的射频信号进行选频、二次混频、调制鉴频得到4FSK信号后进行基带信号处理得到音频信号。进一步地，所述射频装置包括有射频接收电路、射频调制电路、射频功放电路、锁相环、收发转换电路以及天线，收发转换电路与射频接收电路输入端、射频功放电路输出端和天线相连；射频功放电路输入端与射频调制电路输出端相连；射频接收电路输出端和射频调制电路输入端分别连至所述基带芯片；锁相环与射频接收电路、射频调制电路和基带芯片相连。 进一步地，还包括有GPS信号接收装置，该GPS信号接收装置与所述中央处理装置相连用于接收GPS信号进行定位。进一步地，还包括有开机自检装置，该开机自检装置与所述中央处理装置相连用于进行发射功率和天线驻波检查、联网自检以及电源电压自检。进一步地，还包括有800MHz呼唤机接收装置，该800MHz呼唤机接收装置与所述中央处理装置相连用于接收来自车站电台的列车接近预警信号后送至所述中央处理装置，所述中央处理装置控制所述语音播放装置发出警告音。多频无线数模兼容移动通信系统，其特征在于包括网管设备、至少一中继设备以及上述的任一移动通信装置。进一步地，所述网管设备包括有PC机，对讲机，外接音箱、外接麦克风、录音机以及配套的网管软件，所述外接音箱、外接麦克风和录音机与所述PC机相连。进一步地，所述中继设备为光纤直放站中继器或者数字中继器或者模拟中继器。由上述对本实用新型的描述可知，与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果1、具有强大的数字功能。采用数字信号处理，使得频 谱利用率更高，信道倍增，抗干扰能力更强，通话质量更好；2、人性化的外观设计。采用大尺寸彩色OLED显示屏，在户外强光下也可对显示信息一目了然，按键和语音提示人性化设计，操作方便灵活；3、噪音抑制，语音更出色。采用了先进窄带语音编解码技术和数字纠错技术，无论是在嘈杂的环境中，还是在覆盖范围的边缘地带，均可获得清晰的话音。而AGC技术的利用，也极大优化了语音接收效果，调整用户和话筒之间的有效距离，保证通话清晰度。语音播放装置采用内置1. 5W大功率扬声器，保证声音清晰、洪亮；4、兼容数字和模拟通信模式，能自动切换；5、更持久的电池使用时间。相比模拟对讲机，本实用新型的电源装置可获得近40%的额外工作时间。由于采用专用芯片设计，电路简洁，通过软件省电设计，具有省电功能，使整机功耗极低，有更长的待机时间；6、开机自检功能，包括功放发射功率、电池电压、联网、天线断路等自检提示，方便使用和维护；7、语音加密和数据加密功能。采用先进的数字技术，如果信令或ID不匹配，语音信号是无法被监听的，从而最大限度地确保用户通讯的私密性；8、丰富的业务功能。除了传统的通信业务外，还支持多种数据业务，如短信息群发、组发和单发，信道扫描，一键报警，数传功能等；9、GPS数据采集、存储和显示，定时向网管发送GPS数据，方便定位和跟踪；10、800MHz寻呼机接收功能，实时接收到列车电台发出的接近预警信息，在通信装置发射状态下，仍能接收寻呼信息，灵活方便，降低成本，能够提醒作业人员及时下道避让；11、通话可实时录音，方便事后有据可查；12、具有二次开发接口，方便对讲机功能扩展。本实用新型的多频无线数模兼容移动通信系统可采用同频、异频等多种不同的组网模式，加上相应的网管设备、中继设备和配套网管软件的应用，形成一整套完整的铁路工务、电务、供电安全施工防护解决方案。
图1为本实用新型的移动通信装置的连接结构示意图；图2为列车靠近预警信号发送示意图；图3为采用光纤直放站的异频组网示意图；图4为采用数字中继器的同频组网(组内可以互通)示意图；图5为采用数字中继器的同频组网(组内需要中继)示意图；图6为采用光纤直放站加数字中继器的同频组网示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式
对本实用新型作进一步的描述。参照图1，多频无线数模兼容移动通信装置，包括语音采集装置1、语音播放装置2、电源装置3、按键装置4、显示装置5、存储装置6、射频装置7以及与上述语音采集装置1、语音播放装置2、电源装置3、按键装置4、显示装置5、存储装置6和射频装置7相连的中央处理装置8，中央处理装置8包括有音频功放电路11和基带芯片12，音频功放电路11与语音采集装置I和语音播放装置2相连用于将音频信号进行放大，基带芯片12与射频装置7和音频功放电路11相连用于将经音频功放电路11放大的音频信号进行AD采样、语音处理和编码得到4FSK信号后送至射频装置7，以及对射频装置7接收到的射频信号进行选频、二次混频、调制鉴频得到4FSK信号后进行基带信号处理得到音频信号。射频装置7包括有射频接收电路13、射频调制电路14、射频功放电路15、锁相环16、收发转换电路17以及天线，收发转换电路17与射频接收电路13输入端、射频功放电路15输出端和天线相连用于进行收发电路的转换；射频功放电路15输入端与射频调制电路14输出端相连用于将要发射的射频信号进行放大；射频接收电路13输出端和射频调制电路14输入端分别连至基带芯片；锁相环与射频接收电路、射频调制电路和基带芯片相连，可采用ADF4216芯片。本实用新型还包括有GPS信号接收装置21、开机自检装置22、以及800MHz呼唤机接收装置23，该GPS信号接收装置21与中央处理装置8相连用于接收GPS信号进行定位；开机自检装置22与中央处理装置8相连用于进行发射功率和天线驻波检查、联网自检、电源电压自检和天线断路自检等；800MHz呼唤机接收装置23与中央处理装置8相连用于接收来自车站电台的列车接近预警信号后送至中央处理装置8，中央处理装置8控制语音播放装置2发出警告音。其中，800MHz呼唤机接收装置23中的接收芯片可采用UAA2080芯片，其中UAA2080接口中一个输入控制RE (数字)，另外一个数据输出接口 DO。ADF4216接口 数据输入DATA、时钟输入CLC、使能控制LE、失锁检查lock detect。UAA2080与MCU通信过程MCU在非发送数据状态下，控制RE使芯片接收数据、MCU采用两个输入IO连接DO一个IO为中断脚(下降沿中断方式)当中断IO完成同步检测后，中断关闭，定时器开启。另一脚采用1.2K bit/s速率采集数据，数据接收处理完成后，开启中断，等待下一个数据。多频无线数模兼容移动通信系统，包括网管设备、中继设备以及本实用新型的移动通信装置。网管设备包括有PC机，对讲机，外接音箱、外接麦克风、录音机以及配套的网管软件，外接音箱、外接麦克风和录音机与PC机相连。网管软件主要功能如下查询对讲机GPS数据，在地图上显示对讲机位置；查询发射功率及驻波比；查询电池电量，预计待机时间和通话时间；短信广播功能；接收短信记录显示功能；自动接收对讲机告警信息及GPS数据。采用的组网方式如下1、一键报警铁路沿线道口及高危点安全管理是铁路安全工作的重中之重，道口发生故障，道口看守人员应迅速果断地执行“先防护，后处理”的原则，尽力做到“宁停勿撞”，及时正确的设好防护，拦停列车。根据道口及高危点安全管理要求，结合工作人员无线通信方式，本实用新型的移动通信装置能够将定义好的语音报警信息录入，当遇到紧急情况时通过一键触发本实用新型的移动通信装置报警，把预先录入的报警语音信息播报出来并发送给靠近列车，靠近列车的机车台收到信 息，然后进行紧急制动，避免事故发生，方便快捷。(参照图2)2、异频组网网管设备的调度可以与管内移动通信装置内进行组呼和群呼，管内通信装置只可以和调度进行通话。可以采用原有的光纤直放站或者模拟中继器进行信号覆盖，管内移动通信装置无法直接进行通信，等同模拟通信系统。(参照图3)3、同频组网(组内可以互通)，必须采用数字中继器，进行移频中继，或者使用光纤直放站，要求通信装置接收频率自动扫描，其中，每台管内通信装置都可以组呼和群呼，可以一呼百应。(参照图4)[0044]4、同频组网(组内需要中继)，采用数字中继的方式。(参照图5)5、同频组网(组内需要中继)，采用光纤直放站加数字中继的方式。(参照图6)上述仅为本实用新型的一个具体实施方式
，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。
权利要求1.多频无线数模兼容移动通信装置，其特征在于包括语音采集装置、语音播放装置、电源装置、按键装置、显示装置、存储装置、射频装置以及与上述语音采集装置、语音播放装置、电源装置、按键装置、显示装置、存储装置和射频装置相连的中央处理装置，该中央处理装置用于将通过语音采集装置采集到的音频信号进行放大和基带信号处理得到4FSK信号后送入射频装置进行调制产生射频信号后发出，以及将通过射频装置接收到的射频信号进行选频、二次混频、调制鉴频得到4FSK信号后进行基带信号处理得到音频信号，最后经语音播放装置播出。
2.如权利要求1所述的多频无线数模兼容移动通信装置，其特征在于所述中央处理装置包括有音频功放电路和基带芯片，所述音频功放电路与所述语音采集装置和语音播放装置相连用于将音频信号进行放大，所述基带芯片与所述射频装置和音频功放电路相连用于将经音频功放电路放大的音频信号进行AD采样、语音处理和编码得到4FSK信号后送至射频装置，以及对射频装置接收到的射频信号进行选频、二次混频、调制鉴频得到4FSK信号后进行基带信号处理得到音频信号。
3.如权利要求1或2所述的多频无线数模兼容移动通信装置，其特征在于所述射频装置包括有射频接收电路、射频调制电路、射频功放电路、锁相环、收发转换电路以及天线，收发转换电路与射频接收电路输入端、射频功放电路输出端和天线相连；射频功放电路输入端与射频调制电路输出端相连；射频接收电路输出端和射频调制电路输入端分别连至所述基带芯片；锁相环与射频接收电路、射频调制电路和基带芯片相连。
4.如权利要求3所述的多频无线数模兼容移动通信装置，其特征在于还包括有GPS信号接收装置，该GPS信号接收装置与所述中央处理装置相连用于接收GPS信号进行定位。
5.如权利要求3或4所述的多频无线数模兼容移动通信装置，其特征在于还包括有开机自检装置，该开机自检装置与所述中央处理装置相连用于进行发射功率和天线驻波检查、联网自检以及电源电压自检。
6.如权利要求5所述的多频无线数模兼容移动通信装置，其特征在于还包括有800MHz呼唤机接收装置，该800MHz呼唤机接收装置与所述中央处理装置相连用于接收来自车站电台的列车接近预警信号后送至所述中央处理装置，所述中央处理装置控制所述语音播放装置发出警告音。
7.多频无线数模兼容移动通信系统，其特征在于包括网管设备、至少一中继设备以及权利要求1至6中所述的任一移动通信装置。
8.如权利要求7所述的多频无线数模兼容移动通信系统，其特征在于所述网管设备包括有PC机，对讲机，外接音箱、外接麦克风、录音机以及配套的网管软件，所述外接音箱、外接麦克风和录音机与所述PC机相连。
9.如权利要求7所述的多频无线数模兼容移动通信系统，其特征在于所述中继设备为光纤直放站中继器或者数字中继器或者模拟中继器。
专利摘要多频无线数模兼容移动通信装置，包括语音采集装置、语音播放装置、电源装置、按键装置、显示装置、存储装置、射频装置以及与上述语音采集装置、语音播放装置、电源装置、按键装置、显示装置、存储装置和射频装置相连的中央处理装置。本实用新型以无线数字通信专用芯片芯片为核心，通过语音信号数字化处理模块、信道编解码功能模块、射频装置、接口设计，可实现数字语音通信、编辑、收发短消息等功能。数字通信专用芯片集成度高，成本低，结构简单，制造方便，只需要配合一个外部存储芯片、射频装置和相应的外围应用电路就可以实现数字通信功能。
文档编号H04B1/40GK202856722SQ20122056057
公开日2013年4月3日 申请日期2012年10月26日 优先权日2012年10月26日
发明者洪杰星, 马宏平, 黄金兴, 洪杰辉 申请人:泉州市铁通电子设备有限公司