一种基于北斗短报文的全双工多址即时通信终端的制作方法_2

文档序号:10160558阅读:来源:国知局
信息交互。为减少传输时延和实现全双工通信,本实用新型采用多卡发送和单卡接收模式。多卡是指多于一个北斗S頂卡的情况,如两个或多个,最多可达20个,具体由S頂卡的等级和需求确定插入的卡数,多卡通过硬件和软件由控制器进行管理和调度。信息发送时由控制器把按符合北斗协议4.0规定的分帧数据按顺序逐卡分时发送到指定的北斗通信接收终端。而单卡接收独立于发送环节,在终端发送信息的同时可接收对方或同一用户群组中其它终端的信息,实现双工和多址功能。北斗通信终端对接收的数据帧根据多址编号区分不同发送用户的信息,根据数据帧的时间标识和帧号区分不同时间的数据,对信息丢失问题引入信息重传机制,具体说明见案例实现部分。
[0025]与现有技术相比,本实用新型的积极效果为:
[0026]1)用语音低码率编解码方法提高了语音传输的即时性和有效性;
[0027]2)对北斗通信多卡终端采用统一编址,实现了多用户的多址通信;3)采用多卡发送和单卡接收机制实现了传输信息的双工通信,和传输的即时性;4)引入信息重传机制降低了因卫星信道不良造成传输错误和提高传输质量。
[0028]以上措施大大提高了北斗通信终端的信息传输能力。
【附图说明】
[0029]图1为本终端组成原理图;
[0030]图2为终端的软件工作流程图;
[0031]图3为命令/数据帧格式图;
[0032]图4为终端发送工作流程图;
[0033]图5为终端接收工作流程图。
【具体实施方式】
[0034]下面以语音信息传输为例并结合附图,如图1所示,说明本实用新型的【具体实施方式】。
[0035]本实用新型具体案例由语音处理模块、控制模块,以及北斗通信模块组成,其中语音处理模块由拾音器、扬声器、语音模数(AD)/数模(DA)转换器和低速率编解码器组成,控制模块由嵌入式控制器(CPU)、操作系统与应用软件、人机接口电路与外围功能电路等组成,北斗通信模块由具有短报文通信功能的北斗基带处理模块、多卡管理模块和相应的射频模块与天线组成。语音处理模块和北斗通信模块分别与控制模块通过串口或USB 口进行数据交互。
[0036]本实用新型中的语音处理模块在实例中采用语音硬编译码器给予说明。目前,随着超低码率语音编译码算法的发展,国内比较成熟的是600bps编码器,如北京多思TR600、南京梧桐电子WT600和深圳迈可为MA600-P1等。本实用新型不限于此,凡低于1.2kbps的语音编译码器都属于本实用新型约定的范围内。
[0037]本实用新型中控制模块的核心CPU可采用ARM处理器CortexA系列或Cortex Μ系列,或其他架构的微处理器,如x86和MIPS,其操作系统可选用如Android、Apple 1S、Windows 8、BlackBerry 0S、Ubuntu 等智能操作系统,或者 yC/0S-11、Palm 0S、VxWorks 等实时操作系统,本实用新型不限于上述所列。此外,本控制模块还包括智能人机接口和其他外围功能电路,智能人机接口通过触摸屏和按键实现信息的显示和用户的操作,其他外围功能电路可以包括但不限于GPS、2G/3G/4G、Wifi/蓝牙,USB接口和SD卡接口,电源管理,以及温湿度、电子罗盘和加速度等传感器电路。
[0038]本实用新型中北斗通信模块由具有短报文通信功能的北斗基带处理模块、多卡管理模块和相应的射频与天线组成,其中射频模块包括上下变频、低噪放和功放等。基带处理模块与多卡管理模块通过串口连接,执行特定的通信协议。多卡管理模块由中低端微处理器(如Cortex Μ系列处理器或单片机等)通过10 口和多个1C卡分别连接。1C卡数量可根据实际需求确定,由所需10接口数选择相应的微处理器。多卡通讯的切换算法由基带处理模块控制,多卡管理模块负责实现切换。多卡切换算法包括初始化阶段和通讯阶段。
[0039]在初始化阶段,上电后由基带处理模块向多卡管理模块发送初始化指令,多卡管理模块收到指令后开始1C卡巡检,巡检1C卡槽是否安装1C卡和读卡情况等。若已安装并读卡正确,由多卡管理模块把1C卡信息返回到基带处理模块,否则返回无卡信息或错误信息,随后基带处理模块把收到的信息保存处理后并反馈给控制模块,由控制模块通过人机接口应用程序给用户展示当前1C卡状态并保存,有错误信息的提示用户给予相应处理。用户根据应用程序的相应提示处理完毕后,初始化阶段结束,进入等待状态。
[0040]在通讯阶段,可分为发送环节和接收环节。在发送环节中,首先控制模块按北斗通信协议把分帧后的数字信息逐帧发送给基带处理模块,基带处理模块收到数字信息后给多卡管理模块发送通讯指令,多卡管理模块根据指令内的要求激活指定有效1C卡,并执行发送动作,一帧一卡,按分帧顺序逐帧按频度循环发送。1C卡发送相应帧信息后多卡管理模块向基带处理模块返回应答指令,并由基带处理模块反馈给控制模块。若发送失败,控制模块应通过应用程序提示用户当前状况,供用户及时处理。在接收环节,由于采用独立1C卡负责接收,和一般北斗用户机具有相似接收过程,区别在于由基带处理模块按时间顺序收到的信息流发送到控制模块后,需要控制模块对收到的帧信息进行逐帧合并,合并后由相关应用程序呈现给用户,若帧信息丢失会有相应提示,并发送丢帧重发命令,否则发送正确接收命令。
[0041]本实用新型的上述组成部分在实体上可构成一个便携式终端、车载式或固定式终端。
[0042]以语音信息传输为例说明语音数据流通信协议规范和软件流程的设计,首先对终端的工作流程进行说明,然后对数据或命令帧格式进行定义,最后对发送端和接收端的信息处理方式进行说明。
[0043]图2给出了系统中语音数据流处理流程。在发送端首先由语音处理模块对语音信号进行模数变换和低码率编码形成低码率数据流,然后通过串口或USB 口传送到控制模块,由控制模块进行数据流的切分,按数据帧格式进行组帧,最后通过串口 /USB 口分帧传送到北斗通信模块,逐卡循环按北斗通信频度通过天线发送出去;在接收端首先由北斗通信模块通过天线接收分帧数据包,经串口传送到控制模块,控制模块通过约定的帧校验方式后对各分帧进行合并,合并的数据流由控制模块通过串口发送给语音处理模块进行低码率解码和数模转换,最后输出模拟语音。由于北斗通信过程中已经考虑了数据加解密问题,如需二次加密,本设计可添加数据加解密算法或模块,由控制模块完成,其所在位置如图2所示。
[0044]本实用新型除了传输即时语音外,还可传送图片、文件、留言语音和报文重传,以及一些应答命令。因此,这里对命令/数据帧格式设计如图3所示,并说明如下:命令类型用于区分是数据帧还是命令帧;帧类型用于区分不同的通信模式,如即时语音模式、语音留言模块、普通电文模式和信息重传模式,图片、长报文和文件都可看作普通电文模式;地址编码用于区分同一用户群组中的不同用户(发送方),以实现多址通信目的;时间标识用于区分不同时刻生成的数据流,防止多个不同时刻的子帧因系统传输延迟等造成错位,无法合并;总帧数是指同一时刻生成的信息比特流按帧格式切分的总帧数
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