[发明专利]一种无线数字感应电台

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种无线数字感应电台，其具有双向语音及数据和图像传输的功能，适用于矿井应急通信系统、铁路沿线及电气化隧道的施工通信系统、机车重联通信系统、无线列车调度通信系统等使用。

背景技术

目前传统模拟调频感应电台在铁路无线调度通信系统中广泛应用，在电气化区段利用电力接触网进行耦合感应传输通信，在非电气化区段内可以采用立杆拉金属导线方式作为波导线进行耦合感应传输通信，取代投资巨大的漏缆加中继器或无线区间台等传统通信方式，保证区间内通信覆盖率达100％，解决铁路山区隧道等信号弱场区间话音通信问题。由于模拟调频感应电台存在频率资源利用率低，话音质量差，抗干扰能力差，不能满足话音和高速数据同时传输的要求。例如在铁路的机车重联通信系统和矿井应急救援通信系统等，就是要求具有双向语音及高速数据同时传输功能和图像传输功能。现有的模拟调频感应电台无法满足这样的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种无线数字感应电台，能够实现在一个25KHz带宽的信道中时分为3个时隙，并利用GPS技术同步数字无线信号，实现空中无线传输速率达64Kbps，从而满足了高速数据和话音同时传输功能，及自适应天线阻抗自动匹配调整。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种无线数字感应电台，包括：

一感应天线，用来实现与感应线的无线耦合；

一射频单元，用来实现发射信号放大、功率驱动、接收选频滤波、低噪声放大和带通滤波；该射频单元与感应天线相连接，通过感应天线与感应线或接触网无线耦合传输信号；

一基带处理单元，用来实现信号的调制/解调、纠错编解码、高速AD/DA和接收同步；该基带处理单元与射频单元相连接；

一人机接口单元，用来实现话音编解码、喇叭驱动、对外数据接口、按键接口、显示屏驱动、指示灯驱动、接口协议处理、控制协议处理、GPS控制和频率源控制；该人机接口单元与基带处理单元相连接；

一电源单元，用来向射频单元、基带处理单元和人机接口单元提供电源信号；该电源单元分别与射频单元、基带处理单元和人机接口单元相连接；

其中：

由基带处理单元和射频单元构建的电路，处理TDMA时隙模式，是在一个25KHz带宽的信道中时分为3个时隙；在时隙空闲情况下，3个连续时隙都可以发射或接收信号；在时分全双工工作方式时，这3个时隙可以同时共享同一个信道；在进行话音沟通的同时能够无线接收数据传输服务，每个时隙信道内，通过CSMA竞争共享信道。

所述的基带处理单元包括基带处理器、FPGA、用来实现模-数转换的第一A/D转换器、用来实现数-模转换的第二D/A转换器、第一FLASH存储器和第一SDRAM存储器；第一A/D转换器的输出与基带处理器的输入相连接；第二D/A转换器的输入与基带处理器的输出相连接；FPGA、第一FLASH存储器和第一SDRAM存储器分别与基带处理器相连接；该基带处理器中设有采用CPM技术进行调制解调的信号调制解调模块和采用RS码进行纠错编解码的纠错编解码模块。

由基带处理单元和射频单元构建的电路，能够通过功率未端检测，对感应天线的方向和增益由基带处理器进行自适应阻抗匹配自动调整。

所述的人机接口单元，包括：

一话音编解码处理器，用来将输入的模拟语音信号进行压缩语音编码运算处理转换为数字语音信号输出，以及将输入的数字语音信号进行语音解压缩运算处理转换为模拟语音信号输出；

一主处理器，用来对输入的信号进行分析、计算和处理，输出对应的控制信号；

一喇叭驱动电路，用来驱动喇叭发出对应的声音；

至少一个对外数据接口，用来实现与外部设备的连接，以实现与外部设备之间的数据交换；

一按键接口，用来实现与按键的连接；

一显示屏驱动电路，用来驱动显示屏工作；

一指示灯驱动电路，用来驱动指示灯工作；

一GPS模块，用来接收GPS数据；

一第二FLASH存储器；

一第二SDRAM存储器；

一网络单元；

按键接口的输出与主处理器相连接；显示屏驱动电路、指示灯驱动电路、喇叭驱动电路的输入分别与主处理器的输出相连接；主处理器分别与话音编解码处理器、对外数据接口、GPS模块、第二FLASH存储器、第二SDRAM存储器和网络单元相连接；

该主处理器内分别设有接口协议处理模块、控制协议处理模块和频率源控制处理模块。