一种海洋渔政通信的专用超短波数传系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种海洋渔政通信的专用超短波数传系统及方法，包括：调制解调模块：直接数字式频率合成器、复杂可编程逻辑器件、单片机、27.5M‑39.5M带通、高频功放、高放、第一级混频、10.7M中频滤波、第二级混频、2.88M低通滤波、限幅放大器、250K模拟低通滤波、限幅和继电器；应用处理模块：ARM嵌入式系统、音频功放、外放喇叭、MCI话筒、外部扩展接口、SD卡、1Gb Nand Flash、8Mbyte SPI Flash、键盘、VGA显示器、电源电压监测、摄像头、GPS、网卡芯片及网络接口、温度传感器和天线开路监测。本发明专利技术降低了系统硬件复杂度、提高了系统稳定性和频谱利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线电通信
，尤其涉及一种海洋渔政通信的专用超短波数传系统及方法。
技术介绍
渔政无线电通信是渔政船与陆地机关、船舶与船舶之间通信联系的唯一途径。目前我国的大部分渔政船均装备了数量较全、性能较先进的通信导航设备，在海上执法过程中起到了良好的作用。但在海与陆、船与船的数据通信中仍存在短板。现有的卫星宽带通信速率较快、但价格昂贵，使用成本太高；现有的2.4G通信设备，通信速率能满足要求，但距离太近；现有的沿海CDMA等公众移动通信也只能覆盖15海里内的近海岸区域；现有的远距离100kbps以上的高速数传电台，使用的通信频段在150MHz以上，不能满足海洋渔业通信的27.5MHz-39.5MHz频段的要求；现有的27.5MHz-39.5MHz海洋渔业通信系统，均无法满足渔政船执法过程中与陆地、与摩托艇之间的图像、照片、文件、表格等数据信息的快速传递。现有27.5MHz-39.5MHz渔业用电台系统采用FM和GMSK两种方式进行调制和解调。GMSK的调制采用的是模拟VCO直调方式实现，GMSK的解调，也是采用FM解调方式配合FPGA的同步处理实现的。由于FM直调存在低通调制信号丢失的问题，该系统通过曼彻斯特信道编码避免了该问题，提供的信息速率是4.8Kbps，空中信息速率为9.6Kbps，占用信道带宽12.5KHz。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种海洋渔政通信的专用超短波数传系统及方法，旨在解决在渔政专用频段上，船与陆、船与船、船与艇之间的通信系统传输速率低、传输距离近、不能传输图像的问题。本专利技术是这样实现的，一种所述海洋渔政通信的专用超短波数传方法，所述海洋渔政通信的专用超短波数传方法包括以下步骤：信息发射时，应用处理模块将语音、视频、文本通过无线收发的信息，通过RS232接口，以256000bps速率，按每200个字节一帧方式发送给单片机；单片机收到一帧数据后，在帧头添加同步头和帧尾添加CRC校验数据，形成新帧，并按每字节先低位后高位的顺序得到需要调制的比特串，比特串即为需要进行GMSK调制的数据an；直接数字式频率合成器输出的GMSK调制信号，通过PCB上的连线送到27.5M-39.5M带通模块，滤除带外杂散；27.5M-39.5M带通模块的输出信号通过PCB上的连线送到高频功放，放大信号功率；高频功放输信号通过继电器后，再通过27.5M-39.5M带通后经过天线实现无线发射；信息接收时，无线信号通过27.5M-39.5M带通及继电器后，经过PCB连线连接至高放，实现小信号放大；高放之后的信号，通过PCB上的连线连接至第一级混频模块，与直接数字式频率合成器传输过来的本振信号进行相乘，实现混频从而选择接收频率；混频后的信号，通过PCB上的连线连接至10.7M中频滤波，得到10.7MHz的中频接收信号；10.7M中频滤波后的信号，通过PCB上的连线连接至第二级混频模块，通过与第二级混频模块的13.58MHz的本振相乘后，再通过2.88MHz低通滤波器后，得到2.88MHz的低中频信号，再通过限幅放大之后，得到TTL电平的信号，被复杂可编程逻辑器件直接高速采集；高速采集后的信号，在复杂可编程逻辑器件内部实现间隔2bit的采样点的异或操作，实现2bit差分运算；2bit差分运算之后的信号通过复杂可编程逻辑器件的管脚输出，并经过外部的250kHz模拟低通滤波器及限幅模块后，再次送给复杂可编程逻辑器件进行位同步及解帧处理；处理后的数据通过EMIF送给单片机，并由单片机解帧，单片机将解帧之后的数据，通过256000bps的RS232接口，送给ARM嵌入式系统，由ARM嵌入式系统，根据信息种类的不同做不同的处理，具体为：如果是音频数据流，则通过音频口播放音频，并最终通过外放喇叭播放出来；如果是文本信息、图片信息、视频信息，则在存储在SD卡或Flash之后，在人机交互需要时通过VGA显示器显示。进一步，所述由an实现GMSK调制的计算过程如下：GMSK信号的表达式为：式中wc是GMSK的调制频率，Tb是码元持续时间，n为当前输入的第n个码元，g(t)为门函数，为GMSK调制信号的调制相位；实现GMSK调制时，关键算法是对相位的计算，可由(3-1)和(3-2)式计算： φ ( t ) = π 2 T b ∫ - ∞ t [ Σ i b i g T ( τ - iT b - T b 2 ) ] d τ = φ ( nT b ) +本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海洋渔政通信的专用超短波数传方法，其特征在于，所述海洋渔政通信的专用超短波数传方法包括以下步骤：信息发射时，应用处理模块将语音、视频、文本通过无线收发的信息，通过RS232接口，以256000bps速率，按每200个字节一帧方式发送给单片机；单片机收到一帧数据后，在帧头添加同步头和帧尾添加CRC校验数据，形成新帧，并按每字节先低位后高位的顺序得到需要调制的比特串，比特串即为需要进行GMSK调制的数据an；直接数字式频率合成器输出的GMSK调制信号，通过PCB上的连线送到27.5M‑39.5M带通模块，滤除带外杂散；27.5M‑39.5M带通模块的输出信号通过PCB上的连线送到高频功放，放大信号功率；高频功放输信号通过继电器后，再通过27.5M‑39.5M带通后经过天线实现无线发射；信息接收时，无线信号通过27.5M‑39.5M带通及继电器后，经过PCB连线连接至高放，实现小信号放大；高放之后的信号，通过PCB上的连线连接至第一级混频模块，与直接数字式频率合成器传输过来的本振信号进行相乘，实现混频从而选择接收频率；混频后的信号，通过PCB上的连线连接至10.7M中频滤波，得到10.7MHz的中频接收信号；10.7M中频滤波后的信号，通过PCB上的连线连接至第二级混频模块，通过与第二级混频模块的13.58MHz的本振相乘后，再通过2.88MHz低通滤波器后，得到2.88MHz的低中频信号，再通过限幅放大之后，得到TTL电平的信号，被复杂可编程逻辑器件直接高速采集；高速采集后的信号，在复杂可编程逻辑器件内部实现间隔2bit的采样点的异或操作，实现2bit差分运算；2bit差分运算之后的信号通过复杂可编程逻辑器件的管脚输出，并经过外部的250kHz模拟低通滤波器及限幅模块后，再次送给复杂可编程逻辑器件进行位同步及解帧处理；处理后的数据通过EMIF送给单片机，并由单片机解帧，单片机将解帧之后的数据，通过256000bps的RS232接口，送给ARM嵌入式系统，由ARM嵌入式系统，根据信息种类的不同做不同的处理，具体为：如果是音频数据流，则通过音频口播放音频，并最终通过外放喇叭播放出来；如果是文本信息、图片信息、视频信息，则在存储在SD卡或Flash之后，在人机交互需要时通过VGA显示器显示。...

【技术特征摘要】
1.一种海洋渔政通信的专用超短波数传方法，其特征在于，所述海洋渔政通信的专用超短波数传方法包括以下步骤：信息发射时，应用处理模块将语音、视频、文本通过无线收发的信息，通过RS232接口，以256000bps速率，按每200个字节一帧方式发送给单片机；单片机收到一帧数据后，在帧头添加同步头和帧尾添加CRC校验数据，形成新帧，并按每字节先低位后高位的顺序得到需要调制的比特串，比特串即为需要进行GMSK调制的数据an；直接数字式频率合成器输出的GMSK调制信号，通过PCB上的连线送到27.5M-39.5M带通模块，滤除带外杂散；27.5M-39.5M带通模块的输出信号通过PCB上的连线送到高频功放，放大信号功率；高频功放输信号通过继电器后，再通过27.5M-39.5M带通后经过天线实现无线发射；信息接收时，无线信号通过27.5M-39.5M带通及继电器后，经过PCB连线连接至高放，实现小信号放大；高放之后的信号，通过PCB上的连线连接至第一级混频模块，与直接数字式频率合成器传输过来的本振信号进行相乘，实现混频从而选择接收频率；混频后的信号，通过PCB上的连线连接至10.7M中频滤波，得到10.7MHz的中频接收信号；10.7M中频滤波后的信号，通过PCB上的连线连接至第二级混频模块，通过与第二级混频模块的13.58MHz的本振相乘后，再通过2.88MHz低通滤波器后，得到2.88MHz的低中频信号，再通过限幅放大之后，得到TTL电平的信号，被复杂可编程逻辑器件直接高速采集；高速采集后的信号，在复杂可编程逻辑器件内部实现间隔2bit的采样点的异或操作，实现2bit差分运算；2bit差分运算之后的信号通过复杂可编程逻辑器件的管脚输出，并经过外部的250kHz模拟低通滤波器及限幅模块后，再次送给复杂可编程逻辑器件进行位同步及解帧处理；处理后的数据通过EMIF送给单片机，并由单片机解帧，单片机将解帧之后的数据，通过256000bps的RS232接口，送给ARM嵌入式系统，由ARM嵌入式系统，根据信息种类的不同做不同的处理，具体为：如果是音频数据流，则通过音频口播放音频，并最终通过外放喇叭播放出来；如果是文本信息、图片信息、视频信息，则在存储在SD卡或Flash之后，在人机交互需要时通过VGA显示器显示。2.如权利要求1所述的所述海洋渔政通信的专用超短波数传方法，其特征在于，所述由an实现GMSK调制的计算过程如下：GMSK信号的表达式为：式中wc是GMSK的调制频率，Tb是码元持续时间，n为当前输入的第n个码元，g(t)为门函数，为GMSK调制信号的调制相位；实现GMSK调制时，关键算法是对相位的计算，可由式(3-1)和(3-2)计算： φ ( t ) = π 2 T b ∫ - ∞ t [ Σ i b i g T ( τ - iT b - T b 2 ) ] d τ = φ ( nT b ) + Δ φ ( t ) nT b ≤ t ≤ ( n + 1 ) T b , b i = - a i b i - 1 - - - ( 3 - 1 ) ]]>其中 φ ( nT b ) = π 2 T b ∫ - ∞ nT b [ Σ i b i g T ( ...

【专利技术属性】
技术研发人员：何先灯，孙国强，姚和平，
申请(专利权)人：大连昊洋科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21