一种高精度同步数传装置及数传方法与流程

本发明涉及移动通信领域的数据传输方法，特别涉及一种高精度同步数传装置及数传方法。

背景技术：

在使用宽带码分多址（widebandcodedivisionmultipleaccess，wcdma）进行目标追踪时，通常是采用室外主动式系统与目标进行通信，获取目标的上行目标标识和同步点位置，计算目标信号源的上行能量，以便确定目标的所在大楼的位置。然后，室内能量检测系统进入大楼，用于对目标进行精确定位。

然而，在实际使用情况中，会存在室内能量检测系统与室外主动式系统无法进行通信的情况，或者通信效果低下，导致无法对目标进行精确定位。

为解决以上问题，现有技术中会采用低频段大功率串口数传模块将上行目标标识（例如wcdma(widebandcodedivisionmultipleaccess,宽带码分多址)是上行扰码、lte(longtermevolution，长期演进)是pusch（physicaluplinksharedchannel物理上行共享信道）和同步点位置信息发送给接收模块，但这种做法因串口模块传输速率低，且数传模块接收命令处理需要时间较长，会造成比较大的时延，对于如wcdma这类需要码片级精确对准的系统，会导致无法同步或无法测量目标信号的情况。此外，采用低频段大功率串口数传模块还需要在传数据前用收发两个数传模块互发一段时间数据，测量rtt（round-triptime，往返时延）时间，根据rtt(round-triptime往返时延)时间估算时间，但这种做法精度很低，会导致同步漂移或能量测量不准。现有数传模块，晶振较差，也会造成发送的数据的解码错误等问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高精度同步数传装置及数传方法，能够提高室内能量检测系统和室外主动式系统之间的通信性能，提高精度，避免延时等问题。

为了实现上述目的，本发明提出了一种高精度同步数传装置，包括室外主动系统和室内能量检测系统，其中，所述室外主动系统包括发射模块及虚拟小区上行接收模块，所述发射模块包括同步点信息发射模块和与同步点信息发射模块进行信号连接的虚拟小区下行发射模块，所述室内能量检测系统包括接收模块和上行信号源处理模块，所述接收模块包括同步信息接收模块和与同步信息接收模块信号连接的小区下行接收模块；所述虚拟小区下行发射模块、虚拟小区上行接收模块与目标建立通信连接，所述虚拟小区下行发射模块与虚拟小区上行接收模块之间存在信息交互；所述小区下行接收模块解析所述虚拟小区下行发射模块所发射的信号，所述同步点信息发射模块和同步点信息接收模块之间存在信息交互；所述同步信息接收模块和小区下行接收模块分别与所述上行信号源处理模块进行通信。

进一步的，在所述的高精度同步数传装置中，所述发射模块还包括一发射天线，所述接收模块还包括一接收天线，所述发射模块通过所述发射天线发送数据至所述接收天线，所述接收天线将所述数据传输至所述接收模块。

进一步的，在所述的高精度同步数传装置中，所述虚拟小区下行发射模块包括基带数据模块、中频90mhz模块和无线移动通信射频模块，所述同步点信息发射模块包括同步信息编码模块、中频80mhz模块和433mhz模块；其中，所述基带数据模块传输数据至中频90mhz模块，再传输至无线移动通信射频模块中，所述同步信息编码模块传输数据至中频80mhz模块，再传输至433mhz模块中，所述基带数据模块将上行目标标识和同步点位置发送给同步信息编码模块，所述无线移动通信射频模块和433mhz模块中的数据通过所述发射天线进行传输。

进一步的，在所述的高精度同步数传装置中，所述同步点信息接收模块包括433mhz模块、中频80mhz模块和同步信息解码模块，所述接收天线接收的数据通过所述无线移动通信射频模块、中频90mhz模块传输至基带数据模块，还通过所述433mhz模块、中频80mhz模块传输至同步信息解码模块。

在本发明的另一方面，还提出了一种高精度同步数传方法，采用如上文所述的高精度同步数传装置进行数传，包括步骤：

步骤一：通过车载室外主动系统的移动与吸附，室外主动系统的虚拟小区下行发射模块和虚拟小区上行接收模块与目标建立通信链路，所述虚拟小区下行发射模块将上行目标标识和同步点位置信息传输给同步点信息发射模块；

步骤二：室内能量检测系统进入目标所在的大楼，小区下行接收模块解析虚拟小区下行发射模块信号得到小区参数、上行目标标识和同步点位置，如果小区下行接收模块解析到的小区参数等于室外主动系统的虚拟小区的小区参数，所述上行信号源处理模块利用小区下行接收模块解析虚拟小区发射模块信号得到的上行目标标识和同步点位置，计算目标信号源的上行能量；否则，利用同步点信息接收模块从所述同步点信息发射模块获取的上行目标标识和同步点位置信息计算目标信号源的上行能量，以确定目标的精确位置。

进一步的，在所述的高精度同步数传方法中，所述同步点信息接收模块从所述同步点信息发射模块获取上行目标标识和同步点位置信息包括步骤：

所述虚拟小区下行发射模块在基带数据模块中通过信道编码及调制步骤构造虚拟小区参数，且将基带数据模块中的同步点位置和上行目标标识传输给同步点信息发射模块中的同步信息编码模块；

同步信息编码模块进行编码，将特殊标识符、制式编号、同步点位置和上行扰码通过24比特的crc编码、1/2卷积编码、qpsk调制与导频一起扩频；

同步信息编码模块经过dac到中频80mhz模块；

通过射频电路调制到433mhz模块中；

所述基带数据模块将虚拟小区参数通过中频90mhz模块及无线移动通信射频模块与来自433mhz模块中的同步点位置和上行目标标识进行结合，获得发送信号；

所述发射信号通过发射天线发射出去；

通过接收天线接收所述发送信号；

接收天线中的无线移动通信射频接收模块将发送信号中的无线移动通信信号和同步信号通过滤波器在频率上进行分离，同步信号接收频率为433mhz；

所述同步信号从433mhz模块上通过射频电路解调到中频80mhz模块中；

所述同步信号在中频90mhz模块中通过adc转换到零频，并传输至所述基带数据模块；

同步信息解码模块将来自中频80mhz模块中的同步信号进行解码，先进行解扩、利用导频进行信道估计、qpsk解调、1/2卷积解码，解crc，得到特殊标识符、制式编号、同步点位置及上行扰码；

解码得到的同步信息传给上行信号源处理模块。

进一步的，在所述的高精度同步数传方法中，若解析到的特殊符号标识与发送的特殊符号标识一致，则是有效数据。

进一步的，在所述的高精度同步数传方法中，所述虚拟小区参数包括位置区码lac和小区标识cid。

与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：如果小区下行接收模块解析不到虚拟小区参数，上行信号源处理模块则利用同步点信息接收模块获取的上行目标标识和同步点位置信息计算目标信号源的上行能量确定目标的精确位置，否则，则采用小区下行接收模块解析虚拟小区下行发射模块与目标的通信链路得到上行目标标识和同步点位置，从而可以有效地解决室内能量检测设备存在室外盲区的问题，增加有效目标探测的距离。

附图说明

图1为本发明中高精度同步数传装置的结构示意图；

图2为本发明中发射模块的结构示意图；

图3为本发明中接收模块的结构示意图；

图4为本发明中同步信息编码模块处理流程图；

图5为本发明中同步信息解码模块处理流程图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的高精度同步数传装置及数传方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

在本实施例中，提出了一种高精度同步数传装置，包括：室外主动系统1和室内能量检测系统2，其中，所述室外主动系统1包括发射模块10、虚拟小区上行接收模块103，所述发射模块10包括同步点信息发射模块101和与同步点信息发射模块101进行上行目标标识和同步点位置信息传输的虚拟小区下行发射模块102，所述室内能量检测系统2包括接收模块20和上行信号源处理模块203，所述接收模块20包括同步信息接收模块201和小区下行接收模块202；所述同步点信息发射模块101与同步信息接收模块201进行通信；所述虚拟小区下行发射模块102与所述小区下行接收模块202通信，同步点信息发射模块101与同步点信息接收模块201通信，虚拟小区下行发射模块102与小区上行接收模块103进行数据交互；所述同步信息接收模块201和小区下行接收模块202分别与所述上行信号源处理模块203进行通信；所述虚拟小区下行发射模块102、虚拟小区上行接收模块103与目标建立通信连接。

本发明应用场景与交互如图1所示：室外主动式系统1中的虚拟小区下行发射模块102、虚拟小区上行接收模块103与目标3建立通信链路，虚拟小区下行发射模块102将上行目标标识和同步点位置信息传输给上行信号源处理模块103，其中，所述上行目标标识例如wcdma(widebandcodedivisionmultipleaccess,宽带码分多址)是上行扰码、lte(longtermevolution，长期演进)是pusch（physicaluplinksharedchannel物理上行共享信道）的资源长度和上行参考信号信息。室外主动式系统1如已吸附到目标3，并建立通信连接，便基本确定了目标3的所在大楼的位置。室内能量检测系统2进入大楼，小区下行接收模块202解析虚拟小区下行发射模块102信号。

如背景技术所提及的问题，当小区下行接收模块202解析不到虚拟小区下行发射模块102信号的情况时，本发明则通过上行信号源处理模块203则利用同步点信息接收模块201获取的上行目标标识和同步点位置信息计算目标信号源的上行能量确定目标精确位置。

在本实施例中，所述发射模块10还包括一发射天线a0，所述接收模块20还包括一接收天线b0，所述发射模块10通过所述发射天线a0发送数据至所述接收天线b0，所述接收天线b0将所述数据传输至所述接收模块20。

其中，请参考图2，所述虚拟小区下行发射模块102包括基带数据模块a13和同步信息编码模块a23；所述虚拟小区下行发射模块102包括基带数据模块a13、中频90mhz模块a12和无线移动通信射频模块a11，所述同步点信息发射模块101包括同步信息编码模块a23、中频80mhz模块a22和433mhz模块a21，其中，所述基带数据模块a13传输数据至中频90mhz模块a12，再传输至无线移动通信射频模块a11中，所述同步信息编码模块a23传输数据至中频80mhz模块a22，再传输至433mhz模块a21中，所述基带数据模块a13将上行目标标识和同步点位置信息传输给同步信息编码模块a23，所述无线移动通信射频模块a11和433mhz模块a21中的数据通过所述发射天线a0进行传输。

同样的，请参考图3，所述同步信息接收模块201包括433mhz模块b21、中频80mhz模块b22、同步信息解码模块b23，所述小区下行接收模块202包括无线移动通信射频模块b11、中频90mhz模块b12和基带数据模块b13，所述接收天线b0接收的数据通过所述无线移动通信射频模块b11、中频90mhz模块b12传输至基带数据模块b13，还通过所述433mhz模块b21、中频80mhz模块b22传输至同步信息解码模块b23。

在本实施例的另一方面，还提出了一种高精度同步数传方法，采用上文所述的高精度同步数传装置进行数传，包括步骤：

步骤一：通过车载室外主动系统的移动与吸附，室外主动系统1的虚拟小区下行发射模块102和虚拟小区上行接收模块103均与目标3建立通信链路，所述虚拟小区下行发射模块102将上行目标标识和同步点位置信息传输给同步点信息发射模块101；

步骤二：室内能量检测系统2进入目标所在的大楼，小区下行接收模块202解析虚拟小区下行发射模块102信号得到小区参数、上行目标标识和同步点位置，如果小区下行接收模块202解析到的小区参数等于室外主动系统1的虚拟小区的小区参数，所述上行信号源处理模块203利用小区下行接收模块202解析虚拟小区发射模块102信号得到的上行目标标识和同步点位置，计算目标信号源的上行能量；否则，上行信号源处理模块203就利用同步点信息接收模块201从所述同步点信息发射模块101获取的上行目标标识和同步点位置信息计算目标信号源的上行能量，以确定目标的精确位置。

具体的，所述虚拟小区参数包括位置区码lac和小区标识cid。所述同步点信息接收模块201从所述同步点信息发射模块101获取上行目标标识和同步点位置信息包括步骤：

在本实施例中，虚拟小区下行发射模块102在基带数据模块a13中，通过信道编码、调制等步骤构造虚拟小区参数，且将基带数据模块a13中的同步点位置和上行目标标识传输给同步点信息发射模块101中的同步信息编码模块a23；

同步信息编码模块a23进行编码，编码流程如图4所示，将特殊标识符、制式编号、同步点位置和上行扰码通过24比特的crc（循环冗余校验，cyclicredundancycheck，crc）编码、1/2卷积编码、qpsk调制与导频一起扩频；该步骤是系统芯片内进行的，且芯片与射频之间的接口是通过控制字命令进行实时通信的，不存在传统的数传模块采用spi（串行外设接口）接口产生的时延问题，为实时进行信号源的能量检测提供有力基础；

同步信息编码模块a23经过dac（数字模拟转换器，digitaltoanalogconverter）到中频80mhz模块a22；通过射频电路调制到433mhz模块a21中；基带数据模块传输数据至中频90mhz模块，再传输至无线移动通信射频模块中；最后虚拟小区下行发射信号和同步点信息发射信号通过发射天线a0发射出去；

通过接收天线b0接收无线信号；

射频接收模块b1将无线移动通信信号和同步信号通过滤波器在频率上进行分离；同步信号接收频率为433mhz；

同步信号从433mhz模块b21上通过射频电路解调到中频80mhz模块b22中；

同步信号在中频80mhz模块中通过adc（模拟数字转换器analog-to-digitalconverter）转换到零频；

同步信息解码模块b23进行解码，其流程如图5所示，先进行解扩、利用导频进行信道估计、qpsk解调、1/2卷积解码，解crc，得到特殊标识符、制式编号、同步点位置、上行扰码；若解析到的特殊符号标识与发送的特殊符号标识一致，则是有效数据；

解码得到的同步信息传给上行信号源处理模块203。

由上文可知，本申请技术具有以下优点：

1、433mhz模块a21采用低功率1w功放进行信号放大，由于工作在433mhz，比无线移动通信系统的频率低很多，在传输过程中，传输损耗就低得多。且无线移动通信系统中用于信道估计的导频信道是分配了部分功率的，所以在接收模块20中，小区接收模块202解析不到虚拟小区信息的情况下，同步点信息接收模块201仍能解析到同步信息。有效解决了室内能量检测设备存在室外盲区的问题，增加了有效目标探测的距离。

2、本发明可根据不同网络制式标识的要求应用在多种无线移动通信网络制式中。

3、同步点信息发射模块和同步点信息接收模块是利用系统原有的控制芯片进行控制处理的，不存在原来数传模块spi处理延时的问题。

4、利用系统自身晶振，比传统的数传模块晶振性能好，稳定度高，漂移小。

5、采用的编码、调制方式、利用导频进行信道估计增加了纠错能力，接收灵敏度提升了5db以上。

6、采用扩频方式，自由选择扩频码，也可以应用在传输数据较多的应用场景。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。