一種基于載波檢測技術(shù)的數(shù)字對講機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種基于載波檢測技術(shù)的數(shù)字對講機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]通訊一般是指把語音，圖像，數(shù)據(jù)和其他信息從一個主體傳送到另一個主體的過程，通常牽涉到兩個方面，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。
[0003]傳統(tǒng)的對講機(jī)是基于模擬語音通訊。在模擬語音通訊中，模擬發(fā)射機(jī)把麥克風(fēng)接收到的音頻信號，經(jīng)過通道濾波和其他基帶處理，把其中300赫茲到3000赫茲頻率的成分，作為基帶設(shè)備的輸出，交給射頻發(fā)射設(shè)備。射頻發(fā)射設(shè)備，把基帶信號調(diào)制到一定的發(fā)射頻率(幾兆赫茲到幾千兆赫茲)，放大后通過天線發(fā)射到空間。
[0004]模擬接收機(jī)把從天線接收的無線電信號(幾兆赫茲到幾千兆赫茲)，經(jīng)過射頻接收設(shè)備，解調(diào)設(shè)備解調(diào)為基帶信號(O赫茲)，交給基帶處理設(shè)備?；鶐幚碓O(shè)備，經(jīng)過濾波和其他基帶處理，還原為300赫茲到3000赫茲的語音信號，經(jīng)放大出揚(yáng)聲器放出。
[0005]圖1、圖2描述了模擬對講機(jī)的發(fā)射和接收機(jī)，包括麥克風(fēng)1、天線2和揚(yáng)聲器3。
[0006]作為控制設(shè)備所需信息之一(例如音頻濾波甚至揚(yáng)聲器的開關(guān))，傳統(tǒng)模擬接收機(jī)會利用射頻設(shè)備和解調(diào)設(shè)備檢測載波，用以判斷是否是有效信號，是否開啟基帶處理設(shè)備，是否送出語音。傳統(tǒng)模擬接收機(jī)檢測載波通常有兩種方式:載波能量檢測和基帶信號的帶外能量檢測。具體使用的時候通常是二者同作為判據(jù)或者二選其一。參見圖3。
[0007]載波能量檢測是檢測本接收頻段信號的絕對能量。當(dāng)此能量值大于一定閥值時可以被認(rèn)為檢測到了有效信號，當(dāng)此能量小于一定閥值時可以被認(rèn)為丟失了信號(信號沒有或者信號太小)。
[0008]基帶信號的帶外能量檢測是計算解調(diào)設(shè)備(例如31136設(shè)備)所輸出的基帶信號的帶外能量(大于3千赫茲)。由于對講機(jī)采用調(diào)頻通訊，有當(dāng)信號越大解調(diào)輸出帶外能量越小的特性，因此當(dāng)該能量值小于一定閥值時可以被認(rèn)為檢測到了有效調(diào)頻信號，當(dāng)該能量大于一定閥值時可以被認(rèn)為丟失了調(diào)頻信號(信號沒有或者信號太小)。
[0009]以上兩種都涉及到能量檢測，傳統(tǒng)方案就是電阻電容搭出來的連續(xù)電路。
[0010]近年來出現(xiàn)的數(shù)字對講機(jī)，以其多功能，低功耗，低語音噪聲，高保密性，正日益取代模擬對講機(jī)。數(shù)字通訊一般比模擬通訊要復(fù)雜的多，一般都會包括語音編解碼，信道編解碼，調(diào)制解調(diào)功能，并且還有協(xié)議層。
[0011]數(shù)字對講機(jī)的發(fā)射機(jī)包括數(shù)字基帶和射頻發(fā)射兩大部分，其中射頻發(fā)射部分與模擬對講機(jī)基本一樣，用于把基帶信號調(diào)制到一定的發(fā)射頻率(幾兆赫茲到幾千兆赫茲)，放大后通過天線發(fā)射到空間。
[0012]數(shù)字對講機(jī)的接收機(jī)包括數(shù)字基帶和射頻接收兩大部分，其中射頻接收部分與模擬對講機(jī)基本一樣，用于把從天線接收的無線電信號，解調(diào)為基帶信號，交給數(shù)字接收基帶部分處理。載波能量檢測電路一般沿用傳統(tǒng)模擬方案，提供給控制設(shè)備。圖4描述數(shù)字對講機(jī)的接收機(jī)。
[0013]數(shù)字對講機(jī)接收機(jī)的數(shù)字基帶部分比較復(fù)雜，包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，數(shù)字解調(diào)，同步，幀提取，協(xié)議分析，信道解碼，語音解壓縮，及數(shù)模轉(zhuǎn)換器。其中模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于把射頻接收部分接收到的基帶信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。在數(shù)字域中，數(shù)字解調(diào)器還原成一個個符號，幀同步設(shè)備用于把接收機(jī)的時間與發(fā)射機(jī)同步起來，并找到幀與幀的界限，幀提取設(shè)備提取信令信息和語音信息。信道解碼，語音解壓縮設(shè)備用于可靠的還原數(shù)字語音信號。數(shù)模轉(zhuǎn)換器用于把數(shù)字域音信號轉(zhuǎn)換成模擬波形。模擬語音經(jīng)放大出揚(yáng)聲器放出。載波檢測設(shè)備提取載波能量檢測結(jié)果以及基帶帶外能量檢測結(jié)果用于控制信道解碼設(shè)備、語音解壓縮設(shè)備和揚(yáng)聲器等。
[0014]以上描述適用于目前通用的數(shù)字對講機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，包括歐洲的DMR，DPRM，Tetra,美國的P25，NXDN,及中國正在制定的對講機(jī)標(biāo)準(zhǔn)。
[0015]其中DMR標(biāo)準(zhǔn)是一個通用的時分多址對講機(jī)通訊標(biāo)準(zhǔn)。圖5描述一個典型的雙時隙DMR數(shù)字通訊的幀結(jié)構(gòu)。同步碼位于單幀中間，便于幀同步設(shè)備找到同步碼之后提取信息。同步碼字位置固定。
[0016]因此和傳統(tǒng)模擬對講機(jī)接收機(jī)相同，有些數(shù)字對講機(jī)接收機(jī)沿用傳統(tǒng)模擬對講機(jī)的載波檢測方案，或者通過監(jiān)控各個標(biāo)準(zhǔn)專門的同步碼代替載波檢測，認(rèn)為找到了同步碼就找到了載波，丟失了同步碼就丟失了載波。然而兩種方法都存在較大缺陷。
[0017]傳統(tǒng)的對講機(jī)是基于模擬語音通訊，這在時域上是個連續(xù)通訊的過程，所以傳統(tǒng)模擬射頻方案采用的載波檢測電路是用電阻電容搭出來的連續(xù)系統(tǒng)。每個連續(xù)系統(tǒng)都有自己的響應(yīng)時間，可長可短。對于一個固定能量的信號，能量檢測電路的響應(yīng)時間越長，需要越長時間得到一個越穩(wěn)定的能量值。對于連續(xù)的模擬語音通訊而言只需要找到一個折中方案即可。然而當(dāng)數(shù)字對講機(jī)或者數(shù)?；旌蠈χv機(jī)接收機(jī)收到的信號采用時分多址標(biāo)準(zhǔn)例如DMR，如果沿用傳統(tǒng)的載波檢測方法，將會造成無法精確檢測載波丟失。因為有效通訊只是時分多址的其中單個時隙的信號(例如DMR單時隙)，有效信號時斷時續(xù)，能量檢測電路確是連續(xù)檢測，響應(yīng)時間較長會造成檢測不到該信號的真實能量，時間較短則會造成各個時隙相互影響，區(qū)分不出具體單個時隙的真實結(jié)果，從而造成載波的誤檢測或誤丟失，最終造成通話或數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟环€(wěn)定和不可靠。
[0018]另一個方法是用同步碼復(fù)用載波檢測，依舊是個不可靠的方案，原因在于同步碼碼字都不會很長，當(dāng)射頻信號微弱質(zhì)量較差、有干擾甚至或者巧合時，容易造成誤檢測到同步碼，甚至誤丟失，同樣導(dǎo)致通話或數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟环€(wěn)定和不可靠。另外如果應(yīng)用于數(shù)?；旌蠈χv機(jī)則更是無法兼容。
[0019]在實現(xiàn)本實用新型的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在可靠性低、穩(wěn)定性差和兼容性差等缺陷。
【實用新型內(nèi)容】
[0020]本實用新型的目的在于，針對上述問題，提出一種基于載波檢測技術(shù)的數(shù)字對講機(jī)，以實現(xiàn)可靠性高、穩(wěn)定性好和兼容性好的優(yōu)點。
[0021]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種基于載波檢測技術(shù)的數(shù)字對講機(jī)，包括依次連接的信號接收單元、信號處理單元和信號輸出單元；所述信號處理單元包括載波檢測單元，該載波檢測單元利用基帶的幀同步檢測配合基帶帶外能量檢測，對信號接收單元接收到的信號進(jìn)行時分多址通訊的載波檢測。
[0022]進(jìn)一步地，所述信號處理單元，還包括依次連接在所述信號接收單元與信號輸出單元之間的數(shù)字解調(diào)器、幀處理器和音頻處理器，以及分別與所述數(shù)字解調(diào)器和幀處理器連接的載波檢測裝置。
[0023]進(jìn)一步地，所述幀處理器，包括依次連接在所述數(shù)字解調(diào)器與音頻處理器之間的幀提取設(shè)備和幀解碼設(shè)備，以及與所述幀提取設(shè)備連接的協(xié)議分析設(shè)備；所述載波檢測裝置，分別與數(shù)字解調(diào)器和幀提取設(shè)備連接。
[0024]進(jìn)一步地，所述載波檢測裝置，包括依次連接在所述數(shù)字解調(diào)器與幀提取設(shè)備之間的幀同步檢測設(shè)備和控制邏輯設(shè)備，以及依次連接在所述數(shù)字解調(diào)器與控制邏輯設(shè)備之間的帶外能量檢測設(shè)備和載波判斷設(shè)備；所述幀同步檢測設(shè)備還與帶外能量監(jiān)測設(shè)備連接。
[0025]進(jìn)一步地，所述信號接收單元，包括依次連接至包含所述載波檢測單元的信號處理單元的天線、射頻接收設(shè)備和模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備。
[0026]進(jìn)一步地，所述信號輸出單元，包括依次與包含所述載波檢測單元的信號處理單元連接的數(shù)模轉(zhuǎn)換設(shè)備和揚(yáng)聲器。
[0027]本實用新型技術(shù)方案中的各設(shè)備都可使用現(xiàn)有硬件設(shè)備，其中射頻接收設(shè)備使用RDA1846，模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)模轉(zhuǎn)換使用TLV320AIC3204，虛線部分則使用SPARTAN3。
[0028]本實用新型各實施例的基于載波檢測技術(shù)的數(shù)字對講機(jī)，由于包括依次連接的信號接收單元、包含載波檢測單元的信號處理