專利名稱：數(shù)字集群手機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動通信領(lǐng)域的手機(jī)電路，具體地說，是涉及一種數(shù)字集群手機(jī)的內(nèi)部控制電路。
背景技術(shù)：
移動通信就其應(yīng)用領(lǐng)域而言，可以分為兩大類，即專用移動通信系統(tǒng)和公共移動通信系統(tǒng)，專用移動通信系統(tǒng)包括調(diào)度指揮系統(tǒng)、車輛位置報(bào)告系統(tǒng)等；公用移動通信系統(tǒng)包括蜂窩移動電話、無線尋呼系統(tǒng)、無繩電話等。公眾移動通信的目標(biāo)用戶群以個(gè)體用戶為單位，以“一對一”雙工電話通信為主，通話對象具有隨機(jī)性，系統(tǒng)內(nèi)部用戶之間是平等的，不區(qū)分優(yōu)先級。公眾移動通信是人們方便日常聯(lián)絡(luò)溝通、提高生活品質(zhì)的手段之一，雖然在提高工作效率等方面也具有一定的促進(jìn)作用，但就其本身性質(zhì)而言，沒有被賦予明確的社會責(zé)任，因此，更趨向于追求經(jīng)濟(jì)效益。集群通信系統(tǒng)，是一種高級移動調(diào)度系統(tǒng)，代表著通信體制之一的專用移動通信網(wǎng)發(fā)展方向。集群通信系統(tǒng)是共享資源，分擔(dān)費(fèi)用，向用戶提供優(yōu)良服務(wù)的多用途、高效能而又廉價(jià)的先進(jìn)無線調(diào)度通信系統(tǒng)。數(shù)字集群通信的典型目標(biāo)用戶群以團(tuán)體為單位，團(tuán)體中的個(gè)體用戶往往在工作上具有一定的聯(lián)系，具有最緊密工作關(guān)系的個(gè)體之間以組的形式出現(xiàn)，有關(guān)聯(lián)的小組之間又形成隊(duì)，依此類推，一般分為成員、組、隊(duì)、群等，這些群組的劃分與單位內(nèi)部的機(jī)構(gòu)設(shè)置和工作流程密切相關(guān)，以“一對多”半雙工電話通信為主，相互之間通信的頻繁程度也按照這一順序。
數(shù)字集群的組網(wǎng)原則比較復(fù)雜，需要根據(jù)用戶的工作區(qū)域進(jìn)行組網(wǎng)，而不是根據(jù)業(yè)務(wù)量的大小決定組網(wǎng)的先后順序，也不能因?yàn)闃I(yè)務(wù)量小而降低網(wǎng)絡(luò)的性能，如覆蓋質(zhì)量、各種性能指標(biāo)等。數(shù)字集群的終端除功能、性能的一般性要求外，從外觀上，為適應(yīng)現(xiàn)場惡劣工作環(huán)境的需要，還要具備三防功能，即防水、防塵、防震，需要帶有外部揚(yáng)聲器，電池容量要求較大，要帶有PTT呼叫鍵和緊急呼叫按鈕，因此，往往很難做到外觀的小巧、漂亮；從類型上，除手持終端外，還要求有車載和固定終端。在實(shí)際運(yùn)營中，后兩種類型的終端配備比例要比公眾移動系統(tǒng)中大得多，如對于消防系統(tǒng)，除個(gè)別指揮人員外，基本上全部要配備車載終端，而內(nèi)河航運(yùn)主要配備船載終端，有時(shí)還需要根據(jù)特殊部門的特殊需要提供專用終端或?qū)Ｓ门浼?。另外，?shù)字集群中的調(diào)度通信終端是必不可少的，它是部門內(nèi)部統(tǒng)一調(diào)度指揮得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。調(diào)度終端的界面系統(tǒng)需要根據(jù)不同部門的不同組織結(jié)構(gòu)和工作流程分別開發(fā)。
數(shù)字集群通信與公眾移動通信在本質(zhì)上有很大的不同，分別適用于不同的目標(biāo)用戶群，以不同的方式向用戶提供服務(wù)，二者不可相互替代，需共存和協(xié)調(diào)發(fā)展。近來，公眾移動通信系統(tǒng)推出的基于蜂窩移動通信系統(tǒng)的無線對講業(yè)務(wù)，如同短信一樣，作為一項(xiàng)增值業(yè)務(wù)為公眾移動用戶提供了另一種溝通聯(lián)絡(luò)的方便手段，但是應(yīng)該看到，它與專業(yè)集群用戶所需要的調(diào)度指揮通信要求在本質(zhì)上有很大區(qū)別，因此，不可能代替集群通信。作為專用移動通信系統(tǒng)的集群通信，在國民經(jīng)濟(jì)各重要行業(yè)特別是在關(guān)系到社會安定、國家安全等敏感部門發(fā)揮著重要作用。盡管目前國內(nèi)公眾移動通信網(wǎng)發(fā)展迅速，但由于技術(shù)體制方面的制約，在對通信的及時(shí)性、安全調(diào)度功能有著較高要求的場合，公眾網(wǎng)很難滿足用戶的需求，因此無法取代專用集群移動通信的地位。
現(xiàn)階段我國正在進(jìn)行專用網(wǎng)從模擬到數(shù)字系統(tǒng)的改造，對于國內(nèi)某些敏感行業(yè)，如公安、軍隊(duì)、國家安全等，出于國防安全考慮，需要國內(nèi)自制的數(shù)字集群手機(jī)滿足其需求，本發(fā)明即提供了這樣一種數(shù)字集群手機(jī)電路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了滿足專業(yè)用戶較高的安全和保密性要求，提供了一種數(shù)字集群手機(jī)，它采用全新的電路結(jié)構(gòu)，結(jié)合了專用移動通信系統(tǒng)用戶的特殊要求，以較低的成本滿足了國內(nèi)用戶對專用網(wǎng)的使用需求，具有廣泛的應(yīng)用前景。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種數(shù)字集群手機(jī)，包括主機(jī)電路模塊、用戶界面電路模塊和手機(jī)附件，在所述主機(jī)電路模塊包含有基帶電路和射頻電路兩部分，其中，在所述的基帶電路中語音信號經(jīng)麥克風(fēng)傳遞給一音頻聲碼器，將模擬語音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號經(jīng)串行總線傳輸?shù)街醒胩幚砥髦羞M(jìn)行語音信號的處理，基帶處理芯片對處理后的語音信號進(jìn)行I/Q編碼并轉(zhuǎn)換成模擬信號進(jìn)入所述的射頻電路，在其中經(jīng)笛卡爾環(huán)路電路處理后，由天線發(fā)射出去；對于天線接收到的模擬語音信號經(jīng)所述射頻電路解調(diào)后，通過基帶處理芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字語音信號經(jīng)串行總線傳遞到所述的中央處理器中進(jìn)行數(shù)字解碼及語音處理，將處理后的數(shù)字語音信號在所述音頻聲碼器中轉(zhuǎn)換成模擬信號，經(jīng)功率放大器放大后，通過揚(yáng)聲器輸出。
作為對本發(fā)明的進(jìn)一步限定，所述中央處理器采用一型號為OMAP5910的雙核嵌入式處理器芯片實(shí)現(xiàn)，其數(shù)字控制信號輸出端經(jīng)一接口擴(kuò)展芯片與所述的射頻電路相連。
作為對本發(fā)明的再進(jìn)一步限定，所述射頻電路包含有射頻接收電路、射頻發(fā)射電路和TX/RX開關(guān)，從天線接收到的無線信號經(jīng)TX/RX開關(guān)進(jìn)入射頻接收電路，在所述射頻接收電路中，低噪聲放大器、濾波器、混頻器、中頻放大器、中頻濾波器以及解調(diào)器依次串聯(lián)，輸出模擬語音信號到所述的基帶處理芯片中；在所述的射頻發(fā)射電路中，采用笛卡爾環(huán)路專用集成芯片LMT4585接收基帶處理芯片輸出的I/Q信號，并依次與混頻器、功率放大器串聯(lián)，輸出高頻信號經(jīng)TX/RX開關(guān)由天線發(fā)射出去。
所述TX/RX開關(guān)經(jīng)濾波器和耦合器與天線相連；在射頻發(fā)射電路中，所述耦合器經(jīng)一檢測電路與功率放大器相連，實(shí)現(xiàn)對功率放大器放大倍數(shù)的校正。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是本發(fā)明的數(shù)字集群手機(jī)采用基帶電路、射頻電路組成主機(jī)電路模塊，在基帶電路中，通過采用以雙核嵌入式處理器芯片OMAP5910為主的主控電路，配合音頻聲碼器、音頻放大器和基帶處理芯片等組成的音頻處理電路，完成了音頻信號的編/解碼、放大、以及與模擬基帶I/Q信號之間的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了語音信號的數(shù)字化處理，以簡單的電路結(jié)構(gòu)和較低的成本滿足了國內(nèi)用戶對專用網(wǎng)的使用需求，完成了專用網(wǎng)從模擬到數(shù)字系統(tǒng)的改造，具有廣泛的應(yīng)用前景。


圖1是本發(fā)明數(shù)字集群手機(jī)的系統(tǒng)框圖；圖2是圖1中基帶電路的原理框圖；圖3是圖1中射頻電路的原理框圖；圖4是圖3中射頻接收電路的具體線路連接圖；圖5是圖3中射頻發(fā)射電路的具體線路連接圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
圖1中，數(shù)字集群手機(jī)主要由三部分組成用戶界面板(MMI板)、主機(jī)電路模塊，以及一些外部附件。其中，主機(jī)電路模塊是整個(gè)系統(tǒng)的核心模塊，此模塊實(shí)現(xiàn)了數(shù)字集群手機(jī)的主要功能，主要由基帶電路102和射頻電路101兩部分組成。用戶界面板是數(shù)字集群手機(jī)與使用者進(jìn)行交互的模塊，用戶的操作幾乎都是通過此模塊來實(shí)現(xiàn)的，主要包含有LCD顯示屏、鍵盤板、功能按鈕、內(nèi)部揚(yáng)聲器(高/低音)和麥克風(fēng)MIC、背光指示燈以及振動電機(jī)等。手機(jī)外部附件主要包括電池、充電器、外接天線、外部麥克風(fēng)和耳機(jī)等輔助部件，對數(shù)字集群手機(jī)的功能進(jìn)行了有效擴(kuò)充。
圖2是數(shù)字集群手機(jī)中基帶電路的原理框圖，主要包含有以中央處理器OMAP5910芯片為主的主控電路和音頻聲碼器203、音頻放大器206以及基帶處理芯片205等組成的音頻處理電路。其中，音頻聲碼器203采用型號為STW5093的芯片實(shí)現(xiàn)；音頻放大器206采用型號為TDA8541的芯片實(shí)現(xiàn)；基帶處理芯片205的型號為CMX980；而中央處理器OMAP5910則是一種新型的雙核嵌入式處理器，同時(shí)擁有TMS320C55x DSP內(nèi)核的實(shí)時(shí)處理性能與低功耗ARM925微處理器的靈活性，并通過優(yōu)化處理器間的通信機(jī)制使設(shè)計(jì)者可同時(shí)享受這兩種處理器的最大優(yōu)點(diǎn)。中央處理器OMAP5910將開放式多媒體應(yīng)用平臺OMAP固有的優(yōu)勢進(jìn)一步擴(kuò)展到了諸如數(shù)字媒體、定位服務(wù)、增強(qiáng)型游戲及遠(yuǎn)程通信等新的領(lǐng)域。本發(fā)明的數(shù)字集群手機(jī)就是基于此OMAP5910芯片實(shí)現(xiàn)的。
中央處理器OMAP5910經(jīng)數(shù)據(jù)、地址總線與FLASH、EEPROM、SDRAM組成的寄存器201相連。其中，F(xiàn)LASH中存儲的是系統(tǒng)運(yùn)行所需的軟件數(shù)據(jù)，EEPROM中存儲的是系統(tǒng)的配置信息，SDRAM中存儲的是臨時(shí)數(shù)據(jù)。中央處理器OMAP5910經(jīng)數(shù)據(jù)、地址及片選總線與接口擴(kuò)展芯片202相連，對其接口進(jìn)行擴(kuò)展，輸出數(shù)字控制指令信號一方面通過射頻控制總線和SPI串行總線，經(jīng)射頻接口連接所述的射頻電路，控制其正確收發(fā)；另一方面向音頻聲碼器203和基帶處理芯片205等芯片發(fā)出控制指令信號，實(shí)現(xiàn)其協(xié)調(diào)工作。所述接口擴(kuò)展芯片202的型號為FPGA Spartan II。中央處理器OMAP5910經(jīng)SPI串行總線與音頻聲碼器203相連，接收、發(fā)送語音信號，并通過控制信號線MCSI1傳輸數(shù)字指令信號，實(shí)現(xiàn)對音頻聲碼器203的控制?；鶐幚硇酒?05的數(shù)據(jù)命令端口MCSI2、串行命令端口McBSP1以及接收數(shù)據(jù)端口McBSP3分別與中央處理器OMAP5910相連，通過接收/發(fā)送總線RX/TX和控制/開始復(fù)用控制信號線CNTL/STAT連接所述的射頻接口，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)語音信號的發(fā)送與接收。
圖3是數(shù)字集群手機(jī)的射頻電路框圖，主要由射頻接收電路301、射頻發(fā)射電路303、TX/RX模擬開關(guān)304和頻率合成器302四部分組成。其中，TX/RX開關(guān)304主要實(shí)現(xiàn)發(fā)射通道和接收通道的轉(zhuǎn)換；頻率合成器302利用一個(gè)或多個(gè)基準(zhǔn)頻率信號合成系統(tǒng)所需的各種頻率時(shí)鐘信號。天線經(jīng)耦合器C1和Harmonic濾波器F1與所述的TX/RX開關(guān)304相連，通過TX/RX開關(guān)304實(shí)現(xiàn)對射頻接收電路301和射頻發(fā)射電路303的選通。所述射頻接收電路301由濾波器F2、低噪聲放大器A1、射頻濾波器F3、混頻器M1、45MHz中頻放大器A2、中頻濾波器F4、中頻放大器A3、25KHz濾波器F5和解調(diào)器T1依次串聯(lián)而成，完成對接收信號的濾波、放大、解調(diào)等功能，其具體連接關(guān)系參見圖4所示。所述射頻發(fā)射電路303由笛卡爾環(huán)路專用集成芯片LMT4585、混頻器M2、功率放大器A4依次串聯(lián)而成，完成對語音基帶信號的調(diào)制、變頻、功率放大等功能，其中，功率放大器A4經(jīng)一檢測電路與所述的耦合器C1相連，通過改變放大器A4的放大倍數(shù)，實(shí)現(xiàn)對輸出語音信號功率的調(diào)整，其具體連接關(guān)系參見圖5所示。
數(shù)字集群手機(jī)電路的工作過程是首先，內(nèi)部麥克風(fēng)MIC將話音信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號輸入到音頻聲碼器203中，經(jīng)前置放大后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字語音信號經(jīng)SPI串行總線輸入到中央處理器OMAP5910中，對數(shù)字語音信號進(jìn)行話音檢測、語音編碼、卷積編碼、分間插人、脈沖格式化與調(diào)制等處理，通過串行總線送入基帶處理芯片205的數(shù)字接口電路中，在其中轉(zhuǎn)換為模擬信號，輸出正交的I/Q信號交由射頻發(fā)射電路303中的笛卡爾環(huán)路專用集成芯片LMT4585處理，在其中完成對I/Q信號相位及幅度的較正，使I/Q信號滿足射頻信號的線性和正交性，輸出信號與TX本振信號進(jìn)行混頻，得到發(fā)射信號，經(jīng)功率放大器A4放大后，再通過TX/RX開關(guān)、Harmonic濾波器F1和耦合器C1，由天線發(fā)射出去。
接收音頻通道完成的是與發(fā)射音頻通道相反的過程，首先，從天線接收到的無線信號通過耦合器C1、濾波器F1和TX/RX開關(guān)進(jìn)入射頻接收電路，經(jīng)過信號放大、射頻濾波、混頻、中頻濾波、中頻放大和解調(diào)后得到差分模擬基帶I/Q信號，送入所述的基帶電路模塊進(jìn)行處理。在基帶電路模塊中，基帶處理芯片205對差分模擬基帶I/Q信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字語音信號，對其進(jìn)行適當(dāng)濾波后通過串行總線發(fā)送到中央處理器OMAP5910中。中央處理器OMAP5910對數(shù)字信號進(jìn)行解碼等處理后，通過SPI串行總線輸入到音頻聲碼器203中，實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號到模擬信號之間的轉(zhuǎn)換，經(jīng)音頻放大器206放大后，驅(qū)動內(nèi)部揚(yáng)聲器輸出語音信號。
本發(fā)明采用上述電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了集群手機(jī)從模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)型，滿足了國內(nèi)用戶對專用網(wǎng)的使用要求。當(dāng)然，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字集群手機(jī)，包括主機(jī)電路模塊、用戶界面電路模塊和手機(jī)附件，其特征在于所述主機(jī)電路模塊包含有基帶電路和射頻電路兩部分，其中，在所述的基帶電路中語音信號經(jīng)麥克風(fēng)傳遞給一音頻聲碼器，將模擬語音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號經(jīng)串行總線傳輸?shù)街醒胩幚砥髦羞M(jìn)行語音信號的處理，基帶處理芯片對處理后的語音信號進(jìn)行I/Q編碼并轉(zhuǎn)換成模擬信號進(jìn)入所述的射頻電路，在其中經(jīng)笛卡爾環(huán)路電路處理后，由天線發(fā)射出去；對于天線接收到的信號經(jīng)所述射頻電路解調(diào)后，通過基帶處理芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字語音信號經(jīng)串行總線傳遞到所述的中央處理器中進(jìn)行數(shù)字解碼及語音處理，將處理后的數(shù)字語音信號在所述的音頻聲碼器中轉(zhuǎn)換成模擬信號，經(jīng)功率放大器放大后，通過揚(yáng)聲器輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字集群手機(jī)，其特征在于所述中央處理器的數(shù)字控制信號輸出端經(jīng)一接口擴(kuò)展芯片與所述的射頻電路相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的數(shù)字集群手機(jī)，其特征在于所述中央處理器采用一雙核嵌入式處理器芯片OMAP5910實(shí)現(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字集群手機(jī)，其特征在于所述射頻電路包含有射頻接收電路、射頻發(fā)射電路和TX/RX開關(guān)，從天線接收到的無線信號經(jīng)TX/RX開關(guān)進(jìn)入射頻接收電路，在所述射頻接收電路中，低噪聲放大器、濾波器、混頻器、中頻放大器、中頻濾波器以及解調(diào)器依次串聯(lián)，輸出模擬語音信號到所述的基帶處理芯片中；在所述的射頻發(fā)射電路中，采用笛卡爾環(huán)路專用集成芯片接收基帶處理芯片輸出的I/Q信號，依次與混頻器、功率放大器串聯(lián)，輸出高頻信號經(jīng)TX/RX開關(guān)由天線發(fā)射出去。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字集群手機(jī)，其特征在于所述TX/RX開關(guān)經(jīng)濾波器和耦合器與天線相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)字集群手機(jī)，其特征在于所述耦合器經(jīng)一檢測電路與所述射頻發(fā)射電路中的功率放大器相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字集群手機(jī)，其特征在于所述笛卡爾環(huán)路專用集成芯片的型號為LMT4585。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字集群手機(jī)，其特征在于所述音頻聲碼器采用一型號為STW5093的芯片實(shí)現(xiàn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的數(shù)字集群手機(jī)，其特征在于所述基帶處理芯片的型號為CMX980。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字集群手機(jī)，其特征在于所述接口擴(kuò)展芯片的型號為FPGA SpartanII。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種數(shù)字集群手機(jī)，主要包括主機(jī)電路模塊、用戶界面電路模塊和手機(jī)附件三部分。其中，主機(jī)電路模塊由基帶電路和射頻電路兩部分組成。在基帶電路中，通過采用以雙核嵌入式處理器芯片OMAP5910為主的主控電路，配合音頻解碼器、音頻放大器和基帶處理芯片等組成的音頻處理電路，完成了音頻信號的編/解碼、放大、以及與模擬基帶I/Q信號之間的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了語音信號的數(shù)字化處理，從而以簡單的電路結(jié)構(gòu)和較低的成本滿足了國內(nèi)用戶對專用網(wǎng)的使用需求，完成了專用網(wǎng)從模擬到數(shù)字系統(tǒng)的改造，具有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號H04B1/40GK1658520SQ20051004234
公開日2005年8月24日 申請日期2005年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月17日
發(fā)明者魏崇毓, 呂廷昌, 王瑞生, 蔣建春, 李勇, 焦國棟, 先樹華 申請人:海信集團(tuán)有限公司, 青島海信通信有限公司