CN101938687A - 具有无线通讯功能的北斗通信终端设备及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种具有无线通讯功能的北斗定位通信终端设备及北斗定位通信方法。所述北斗定位通信终端设备包括执行移动通信操作的移动通信装置、执行基于北斗***的定位和通信操作的北斗定位通信装置和控制装置。所述控制装置根据用户指令，控制所述移动通信装置或所述北斗定位通信装置分别执行移动通信操作、北斗定位操作或者基于北斗***的通信操作。根据本发明的实施例，可以将对讲机、移动电话功能和卫星定位功能整合在一起，以便用户在野外活动时可以与同伴进行短距离的对讲通讯、长距离的移动电话通信和定位功能。

Description

具有无线通讯功能的北斗通信终端设备及其方法

技术领域

本发明涉及定位、导航及无线通讯领域，具体地，涉及一种具有无线通讯功能的北斗通信终端设备和及其方法。

背景技术

随着我国北斗一号、北斗二号导航定位通信卫星的发射成功，各种与之相关的导航、定位、通信设备相继研发和推出。与国际流行的GPS定位导航***相比较，我国的北斗导航定位***不仅同样具有定位导航的功能，而且具备通过北斗卫星发送短信息的功能，这一特点是GPS***没有也不可比拟的。也正是利用这一特点，国内已研发生产出多种可以收发短信息的定位、导航设备，并已在军用、民用等多方面得到应用。例如神州天鸿公司研发的北斗一号用户机在2008年火炬珠峰接力传递奥运过程中，分别在多个不同高度的无人值守气象站中发挥作用，每天24小时不间断地监控气象情况，并将相关数据通过北斗卫星传送回大本营和国家气象总局，为奥运火炬成功完成珠峰接力提供了气象保证。2008年5月12日，当四川汶川发生特大地震，灾区所有电力、通信设施全部遭到破坏并陷入瘫痪的情况下，是四川省森林武警首先使用北斗一号手持机将灾区的信息通过北斗卫星传送出来，并在后续的抗震救灾过程中发挥了巨大的作用。

但是，国内目前的北斗导航定位通信设备，如北斗一号通用型用户机、北斗一号车载机、北斗一号指挥机、北斗一号手持机等中，都没有语音通讯的功能。特别是与一般常用的移动电话相比，便携式北斗手持机体积大、重量大，虽然具有导航定位和收发短信功能，但不具备常用移动电话的其它功能。而常用移动电话虽然有多种功能，但一旦远离基站，例如在边远山区、沙漠、远海，就失去了通信功能。所以在现有技术和产品的情况下，如地质勘探人员进行野外作业时，就要携带北斗系列定位导航通信设备，以防在通信手段失效的情况下与他人进行联系。同时又要携带移动电话，以便在基站信号覆盖的区域可以方便地与他人进行语音、短信、彩信等交流。也就是说两种设备都要带，增加了行李的重量，使用和携带都不方便。

发明内容

考虑到地质勘探人员、户外探险爱好者等在野外群体活动的特点，本发明的目的在于将对讲机、移动电话功能和卫星定位功能整合在一起，以便用户在野外活动时可以与同伴进行短距离的对讲通讯、长距离的移动电话通信和定位功能。

根据本发明的第一实施例，提出了一种北斗定位通信终端设备(100)，包括移动通信装置(101)、北斗定位通信装置(102)和控制装置(109)，所述移动通信装置(101)，执行移动通信操作，采用GSM、CDMA、WCDMA、CDMA2000或TD-SCDMA，实现与其它通讯设备的语音或信息通信；所述北斗定位通信装置(102)，执行基于北斗***的定位和通信操作，向北斗卫星发出定位申请并接收定位信息、按照北斗通信协议向其它北斗设备或通过北斗地面站向其它移动通信装置发送短信息、或者接收其它北斗设备或移动通信装置通过北斗卫星转发来的短信息，其中所述控制装置(109)根据用户指令，控制所述移动通信装置(101)或所述北斗定位通信装置(102)分别执行移动通信操作、北斗定位操作或者基于北斗***的通信操作。

优选地，所述北斗定位通信终端设备(100)还包括无线对讲机装置(103)，其中所述控制装置(109)根据用户指令，控制所述移动通信装置(101)、所述北斗定位通信装置(102)或无线对讲机装置(103)分别执行移动通信操作、北斗定位操作、基于北斗***的通信操作、或无线对讲机操作。

优选地，所述北斗定位通信终端设备(100)还包括GPS定位装置(104)，其特征在于：所述控制装置(109)根据用户指令，控制所述移动通信装置(101)、所述北斗定位通信装置(102)、无线对讲机装置(103)或GPS定位装置(104)分别执行移动通信操作、北斗定位操作、基于北斗***的通信操作、无线对讲机操作或对讲机操作。

优选地，所述GPS定位装置(104)由GPS天线单元、低噪声放大器单元、变频处理单元和基带处理器单元构成。

优选地，所述GPS定位装置(104)所使用的频率及范围是：1575.42±1.023MHz。

优选地，所述北斗定位通信装置(102)由北斗基带处理单元、变频处理单元、低噪放大单元、功率放大单元及天线构成。

优选地，所述北斗定位通信装置(102)中接收频率及范围为2491.75MHz±4.08MHz，接收天线极化方式为右旋圆极化，发射频率及范围为1615.68MHz±4.08MHz，发射天线极化方式为左旋圆极化。

优选地，所述移动通信装置(101)由天线、射频前端(含低噪放)单元、射频处理单元、射频功放单元、基带处理单元与主控制单元、显示器、键盘、麦克、发音器构成。

优选地，所述对讲机装置(103)由天线单元、射频前端单元、射频处理单元、射频功放单元、基带处理单元构成。

优选地，所述对讲机装置(103)所使用的收发频率及范围是VHF段136-150MHz、150-174MHz或UHF段400-480MHz。

优选地，对移动通信装置(101)与北斗定位通信装置(102)、GPS定位装置(104)的信息交换是通过内部的通用异步接收/发送接口(UART)或RS232接口进行的。

优选地，所述控制装置(109)集成在移动通信装置(101)、北斗定位通信装置(102)、无线对讲机装置(103)或GPS定位装置(104)的任意一个装置中。

优选地，所述控制装置(109)是所述移动通信装置(101)的主控制基带芯片，通过对所述主控制基带芯片的软件控制，在所述移动通信装置(101)中实现对于所述北斗定位通信终端设备的移动通信和北斗定位通信功能的切换和控制。

根据本发明的第二方面，还提出了一种北斗定位通信方法，其中：接收用户指令，所述指令表示用户需要的功能；根据所述用户指令，分别执行以下操作：如果需要执行移动通信操作，采用GSM、CDMA、WCDMA、CDMA2000或TD-SCDMA技术，实现与其它通讯设备的语音或信息通信；如果需要执行基于北斗***的定位和通信操作，向北斗卫星发出定位申请并接收定位信息、按照北斗通信协议向其它北斗设备或通过北斗地面站向其它移动通信装置发送短信息、或者接收其它北斗设备或移动通信装置通过北斗卫星转发来的短信息。

优选地，如果需要执行无线对讲操作，则基于无线电对讲机协议进行无线电对讲操作。

优选地，如果需要执行基于GPS的定位导航操作，则基于GPS协议进行定位和导航操作。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：可以将对讲机、移动电话功能和卫星定位功能整合在一起，以便用户在野外活动时可以与同伴进行短距离的对讲通讯、长距离的移动电话通信和定位功能。

附图说明

根据结合附图的以下描述，本发明的优点将变得易于理解，其中：

图1示出了根据本发明第一实施例的北斗通信终端设备100的结构示意图；

图2示出了移动通信装置101的示例性结构图；

图3示出了北斗定位通信装置102的示例性组成结构图；

图4示出了根据本发明第二实施例的北斗通信终端设备100的结构示意图；

图5示出了无线对讲机装置103的示例性结构图；

图6示出了根据本发明第二实施例的北斗定位通信终端设备100的可选结构图；

图7示出了根据本发明第三实施例的北斗通信终端设备100的结构示意图；

图8示出了GPS定位导航装置104的示例性结构图；

图9示出了根据本发明第三实施例的北斗定位通信终端设备100的可选结构图；

图10示出了根据本发明第三实施例的北斗定位通信终端设备100的具体实现结构示意图；以及

图11示出了根据本发明的北斗定位通信方法的示意性流程图。

具体实施方式

现在对本发明的实施例提供详细参考。为解释本发明将参考附图描述下述实施例。

针对上述问题，本发明将现有的北斗手持机技术、GPS定位导航技术与通用的移动电话技术、无线对讲机技术结合起来，提供一种兼备北斗定位导航通信功能和常用移动电话通信功能的具有无线语音通讯功能的北斗定位导航通信终端设备及其通信方法。

图1示出了根据本发明第一实施例的北斗定位通信终端设备100的结构示意图。如图1所示，根据本发明第一实施例的北斗定位通信终端设备100包括移动通信装置101、北斗定位通信装置102和控制装置109。其中移动通信装置101执行移动通信操作。控制装置109执行所述移动通信装置101和北斗定位通信装置102的控制和功能切换操作。本领域普通技术人员应该理解，控制装置109的功能也可以被集成在移动通信装置101或北斗定位通信装置102中。更加普遍地，所述控制装置109是移动通信装置101的主控制基带芯片，通过对所述主控制基带芯片的软件控制，可以在所述移动通信装置中实现对于移动通信和北斗定位通信功能的切换和控制。

图2示出了移动通信装置101的示例性结构图。如图2所示，所述移动通信装置101采用成熟的GSM、CDMA、CDMA、或TD-SCDMA技术，实现与其它通讯设备的语音或信息通信。这里的主控制基带芯片(手机基带信息处理装置)执行所述控制装置109的功能。所述主控基带芯片还同时担负对北斗定位通信装置102的控制；开启或停止这些装置的工作；通过内部的通用异步接收/发送接口(UART)或RS232接口或模拟开关，向这些装置发布相关控制命令；接收来自这些装置的信息，并做出相应的后续处理；以实现分别北斗定位、导航和通信、移动通信的功能。其中主控基带芯片还承担显示控制、键盘输入控制、信息存取控制等功能，以实现电话本、通讯记录、短信编辑和存取管理等功能。本领域普通技术人员应该理解，这里的移动通信装置可以是常规的移动通信装置。

图3示出了北斗定位通信装置102的示例性组成结构图。所述北斗定位通信装置102执行基于北斗***的定位和通信操作。如图3所示，所述北斗定位通信装置102包括：北斗基带信息处理单元1021、北斗射频处理单元1022、北斗低噪声放大器单元1023、北斗功率放大器1024、北斗接收天线1025和北斗发送天线1026等关键单元组成。所述北斗定位通信装置102按照我国北斗定位导航卫星***的有关协议规范，向北斗卫星发出定位申请并接收定位信息，或按协议规范向其它北斗设备或通过北斗地面站向其它移动通信装置发送短信息，接收其它北斗设备或移动通信装置通过北斗卫星转发来的短信息。例如，北斗定位通信装置102中的接收频率为2491.75MHz±4.08MHz，接收天线极化方式为右旋圆极化；发射频率为1615.68MHz±4.08MHz发射天线极化方式为左旋圆极化。在北斗定位通信装置102中，将从卫星接收到的信息(包括定位信息，短信息等)通过内部通用异步接收/发送接口(UART)或RS232接口送交移动通信装置101的基带处理芯片，并在其控制下进行后续处理，或接收从移动通信装置101主控基带芯片发来的控制命令和信息，并按命令要求将有关信息通过发射天线发送给北斗卫星。

图4示出了根据本发明第二实施例的北斗定位通信终端设备100的结构示意图。如图4所示，根据本发明第二实施例的北斗通信终端设备100除了包括根据本发明第一实施例所述北斗定位通信装置102和控制装置109之外，还包括无线对讲机装置103。相同功能的装置以下不再赘述，其中控制装置109实现所述北斗定位通信装置102和无线电对讲机装置103的控制和功能切换。例如，在需要进行北斗定位的时候，控制装置109控制北斗定位通信装置102按照北斗定位通信协议进行定位操作或短消息操作；在需要进行无线对讲操作时，所述控制装置109控制无线对讲机装置103按照无线对讲机协议和频率，进行无线对讲操作。本领域普通技术人员应该理解，控制装置109的功能也可以被集成在北斗定位通信装置102或无线对讲机装置103中。下面具体描述无线对讲机装置103的示例性实例。

图5示出了所述无线对讲机装置103的示例性结构图。无线对讲机装置103采用成熟的无线对讲技术和方案。其中天线单元完成接收和发射信息的功能，多功器进行功能切换，使天线及相关部件在“接收”和“发射”的状态转换。射频处理单元完成对接收信号进行带能滤波、低噪放大、混频等处理，生成中频信号，送交中频处理单元进行处理。中频处理单元通过滤波，消除杂波信号，再进行放大、鉴频等处理，然后送到基带单元进行模数转换、信道解调、语音解调、语音放大等处理，并在控制装置的控制下，将语音信号送发音器件，输出声音。另一方面，当需要“讲话”时，在控制装置109的控制下，基带及音频处理单元对来自麦克的语音信息进行编码和调制，然后经过功率放大，送到天线进行发射。无线对讲通信单元所使用的频率范围为：VHF段136-150MHz，或150-174MHz，或UHF段400-480MHz。

可选地，根据本发明第二实施例的北斗定位通信终端设备100还可以包括移动通信装置101，具体结构图如图6所示。其中控制装置109控制所述移动通信装置101、北斗定位通信装置102和无线对讲机装置103在需要的时候分别执行移动通信操作、北斗定位通信操作或无线对讲操作。各个装置的具体操作步骤与根据本发明第一实施例中的部件的具体操作类似，这里不再赘述。

图7示出了根据本发明第三实施例的北斗定位通信终端设备100的结构示意图。如图7所示，根据本发明第三实施例的北斗通信终端设备100除了包括根据本发明第一实施例所述的移动通信装置101、北斗定位通信装置102和控制装置109之外，还包括GPS定位装置104。相同功能的装置以下不再赘述。在所述北斗通信终端设备100中，通过控制装置109的控制，控制装置109执行所述移动通信装置101的移动通信操作、所述北斗定位通信装置102的定位或通信操作、所述无线对讲机装置103的无线对讲操作、或所述GPS定位装置104的定位操作、以及所述装置之间的功能切换操作。本领域普通技术人员应该理解，控制装置109的功能也可以被集成在移动通信装置101。更加普遍地，所述控制装置109是移动通信装置101的主控制基带芯片，通过对所述主控制基带芯片的软件控制，可以在所述移动通信装置中实现对于功能的切换和控制。

下面具体描述GPS定位装置104的示例性实例。图8示出了GPS定位装置104的示例性结构图。如图8所示，所述GPS定位装置104实现遵循国际GPS相关规范和协议。其核心处理芯片可是SIFI、Ublox、GloNAV、U-NAV、MTK等公司的芯片或模块，另加相应天线组成。本单元在控制装置109的控制下，接收来自GPS卫星的信息，并加以解算，求得所述GPS定位装置104的位置坐标信息，并将此信息以通过内部通用异步接收/发送接口(UART)或RS232接口传送给控制装置109，并进行后续处理，以实现定位、导航等功能。

图9示出了根据本发明第三实施例的北斗定位通信终端设备100的另一示例。与图7所示的北斗定位通信终端设备100的区别之处在于这里将控制装置集成在移动通信装置101中。

图10示出了图9的北斗定位通信终端设备100的具体结构图。如图10所示，在设备加电起动后，控制装置(即手机基带信息处理装置)首先进行移动通信装置部分的初始化工作，搜索移动通信装置附近是不是有相应的无线基站并能与之建立联系，进行注册等操作，并在通过显示器向使用者提示是否搜索到基站、是否已进行注册等信息，完成初始化工作，显示本装置操作菜单、使用者后续操作命令。操作者可在显示菜单中进行选择。如果搜索到基站并成功注册，使用者后续就可像使用普通移动电话一样进行常规的语音和短信息通信。如果没有搜索到基站或注册不成功，使用者可通过显示菜单，实时启对讲机功能，并像通常的对讲机一样，呼叫其它对讲机并与之对讲通话，或等待其它对讲机的呼叫并与之对讲通话。使用者也根据需要在移动通信装置处于待机(与基站保持联系状态)或静默状态(主动或被动与基站失去联系)的情况下，实时启动北斗定位功能，通过北斗卫星定位***获取本装置位置信息，并传送给控制装置进行位置显示、导航等；或在控制装置的控制下，编辑好想要发送的短信息，通过北斗定位通信装置将该短信息按北斗通信协议要求发出；或接收通过北斗卫星发来的短信息。操作者也可根据需要在移动通信装置处于待机(与基站保持联系状态)或静默状态(主动或被动与基站失去联系)的情况下，实时启动GPS定位航行装置，接收GPS卫星发来的时标信息，进行解算后得出本装置的位置信息，并传送给控制装置进行位置显示、导航等。

图11示出了根据本发明实施例的北斗定位通信方法，所述方法包括以下步骤：接收用户指令，所述指令表示用户需要的功能；根据所述用户指令，分别执行以下操作：如果需要执行移动通信操作，采用GSM、CDMA、WCDMA、CDMA2000或TD-SCDMA技术，实现与其它通讯设备的语音或信息通信；如果需要执行基于北斗***的定位和通信操作，向北斗卫星发出定位申请并接收定位信息、按照北斗通信协议向其它北斗设备或通过北斗地面站向其它移动通信装置发送短信息、或者接收其它北斗设备或移动通信装置通过北斗卫星转发来的短信息。进一步地，如果需要执行无线对讲操作，则基于无线电对讲机协议进行无线电对讲操作。进一步地，如果需要执行基于GPS的定位导航操作，则基于GPS协议进行定位和导航操作。

根据本发明实施例的北斗定位导航通信设备和方法，较好地解决了现有GPS定位***功能单一、如果需要兼顾无线通信和北斗定位及短信通信时所需携带设备繁重的缺点，使设备成本大为降低，同时携带和使用方便。

本领域普通技术人员可以理解：实施上述实施例方法中的全部或单元步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，执行该程序时执行如下步骤：接收用户指令，所述指令表示用户需要的功能；根据所述用户指令，分别执行以下操作：如果需要执行移动通信操作，采用GSM、CDMA、WCDMA、CDMA2000或TD-SCDMA技术，实现与其它通讯设备的语音或信息通信；如果需要执行基于北斗***的定位和通信操作，向北斗卫星发出定位申请并接收定位信息、按照北斗通信协议向其它北斗设备或通过北斗地面站向其它移动通信装置发送短信息、或者接收其它北斗设备或移动通信装置通过北斗卫星转发来的短信息。进一步地，如果需要执行无线对讲操作，则基于无线电对讲机协议进行无线电对讲操作。进一步地，如果需要执行基于GPS的定位导航操作，则基于GPS协议进行定位和导航操作。其中，所述存储介质可以是ROM/RAM、磁盘、光盘等存储介质。

尽管已经示出和描述了本发明的一些实施例，但本领域普通技术人员应当理解，在不脱离所附权利要求及其等价物所限定的本发明的原理和范围的情况下，可以在对以上实施例中做出变化。

Claims (15)

1.一种北斗定位通信终端设备(100)，包括移动通信装置(101)、北斗定位通信装置(102)和控制装置(109)，

所述移动通信装置(101)执行移动通信操作，采用GSM、CDMA、WCDMA、CDMA2000或TD-SCDMA，实现与其它通讯设备的语音或信息通信；

所述北斗定位通信装置(102)，执行基于北斗***的定位和通信操作，向北斗卫星发出定位申请并接收定位信息、按照北斗通信协议向其它北斗设备或通过北斗地面站向其它移动通信装置发送短信息、或者接收其它北斗设备或移动通信装置通过北斗卫星转发来的短信息，其特征在于：

所述控制装置(109)根据用户指令，控制所述移动通信装置(101)或所述北斗定位通信装置(102)分别执行移动通信操作、北斗定位操作或者基于北斗***的通信操作。

2.根据权利要求1所述的北斗定位通信终端设备(100)，还包括无线对讲机装置(103)，其中所述控制装置(109)根据用户指令，控制所述移动通信装置(101)、所述北斗定位通信装置(102)或无线对讲机装置(103)分别执行移动通信操作、北斗定位操作、基于北斗***的通信操作、或无线对讲机操作。

3.根据权利要求1或2所述的北斗定位通信终端设备(100)，还包括GPS定位装置(104)，其特征在于：所述控制装置(109)根据用户指令，控制所述移动通信装置(101)、所述北斗定位通信装置(102)、无线对讲机装置(103)或GPS定位装置(104)分别执行移动通信操作、北斗定位操作、基于北斗***的通信操作、无线对讲机操作或对讲机操作。

4.根据权利要求3所述的北斗定位通信终端设备(100)，其中：所述GPS定位装置(104)由GPS天线单元、低噪声放大器单元、变频处理单元和基带处理单元构成。

5.根据权利要求4所述的北斗定位通信终端设备(100)，其中：所述GPS定位装置(104)所使用的频率及范围是：1575.42±1.023MHz。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的北斗定位通信终端设备(100)，其中：所述北斗定位通信装置(102)由北斗基带处理单元、变频处理单元、低噪放大单元、功率放大单元及天线构成。

7.根据权利要求6所述的北斗定位通信终端设备(100)，其中：所述北斗定位通信装置(102)中接收频率及范围为2491.75MHz±4.08MHz，接收天线极化方式为右旋圆极化，发射频率及范围为1615.68MHz±4.08MHz，发射天线极化方式为左旋圆极化。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的北斗定位通信终端设备(100)，其中：所述移动通信装置(101)由天线、射频前端单元、射频处理单元、射频功放单元、基带处理单元与控制单元、显示器、键盘、麦克、发音器构成。

9.根据权利要求2-7中任一项所述的北斗定位通信终端设备(100)，其中：所述对讲机装置(103)由天线单元、射频前端单元、射频处理单元、射频功放单元、基带处理单元构成。

10根据权利要求9所述的北斗定位通信终端设备(100)，其中：所述对讲机装置(103)所使用的收发频率及范围是VHF段136-150MHz、150-174MHz或UHF段400-480MHz。

11.根据权利要求3-10中任一项所述的北斗定位通信终端设备(100)，其中：对移动通信装置(101)与北斗定位通信装置(102)、GPS定位装置(104)的信息交换是通过内部的通用异步接收/发送接口(UART)或RS232接口进行的。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的北斗定位通信终端设备(100)，其中所述控制装置(109)集成在移动通信装置(101)、北斗定位通信装置(102)、无线对讲机装置(103)或GPS定位装置(104)的任意一个装置中。

13.根据权利要求12中所述的北斗定位通信终端设备(100)，其中所述控制装置(109)是所述移动通信装置(101)的主控制基带芯片，通过对所述主控制基带芯片的软件控制，在所述移动通信装置(101)中实现对于所述北斗定位通信终端设备的移动通信和北斗定位通信功能的切换和控制。

14.一种北斗定位通信方法，其中：

接收用户指令，所述指令表示用户需要的功能；

根据所述用户指令，分别执行以下操作：

如果需要执行移动通信操作，采用GSM、CDMA、WCDMA、CDMA2000或TD-SCDMA技术，实现与其它通讯设备的语音或信息通信；

如果需要执行基于北斗***的定位和通信操作，向北斗卫星发出定位申请并接收定位信息、按照北斗通信协议向其它北斗设备或通过北斗地面站向其它移动通信装置发送短信息、或者接收其它北斗设备或移动通信装置通过北斗卫星转发来的短信息。

15.根据权利要求14所述的方法，其中如果需要执行无线对讲操作，则基于无线电对讲机协议进行无线电对讲操作。

16.根据权利要求14所述的方法，其中如果需要执行基于GPS的定位导航操作，则基于GPS协议进行定位和导航操作。

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