CN102253395A - 一种应用在北斗卫星的通讯器及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用在北斗卫星的通讯器及其方法，该通讯器包括依次连接的天线、北斗通讯模块、主控板和数据接口模块；所述北斗通讯模块包括天线接口、低噪声放大器、功率放大器、射频电路和基带处理电路，其中低噪声放大器、功率放大器和基带处理电路分别与射频电路连接，低噪声放大器、功率放大器还通过天线接口分别与所述天线连接；所述主控板为用于控制北斗通讯模块、进行数据信息处理、定义对外通信数据接口的主控板。用户无须购买整套的北斗终端，通过本发明即可方便快捷地在PC、智能手机上实现北斗定位和短报文通信功能。

Description

一种应用在北斗卫星的通讯器及其方法

技术领域

本发明涉及卫星导航及通信领域，具体涉及用于北斗卫星定位、导航和通信的通讯器及其方法。

背景技术

自2000年以来，我国陆续成功地将3颗北斗导航试验卫星送入太空，建立起北斗卫星导航试验***，使我国成为继美、俄之后第3个拥有自主卫星导航***的国家。目前，我国已经进入北斗二代组网高峰期；同时，各种与北斗一代、二代***相关的导航、定位、通信设备相继研发和推出。然而，目前国内的北斗终端均为一体化设备，并没有相关的设备能有效地将电脑和手机这两者与北斗卫星的定位与短报文功能结合为一个整体。例如，神州天鸿公司申请的一项发明专利申请(发明名称为“具有无线通讯功能的北斗通信终端设备”，专利申请号为200910088459.0，公开号为CN101938687A)，该终端是整合对讲机、移动电话和卫星定位三种技术的一体化终端，能将对讲机、移动电话功能和卫星定位功能整合在一起，便于用户在野外活动时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；但该终端集成对讲机、移动电话功能和卫星定位功能于一体，这无疑使该终端的结构变得复杂，成本较高，且携带不便。

发明内容

本发明的首要目的在于解决现有北斗通信终端设备结构复杂、成本高且携带不便的技术问题，提供一种应用在北斗卫星的通讯器，外部通信设备通过标准有线或者无线协议与本发明通讯器建立设备连接，即可实现北斗卫星的定位和短报文通信功能，操作方便，更易携带，适用性广。

本发明的另一目的是提供一种基于上述通讯器的通讯方法。

本发明采用以下技术方案来实现上述首要目的：本应用在北斗卫星的通讯器，包括依次连接的天线、北斗通讯模块、主控板和数据接口模块；所述北斗通讯模块包括天线接口、低噪声放大器、功率放大器、射频电路和基带处理电路，其中低噪声放大器、功率放大器和基带处理电路分别与射频电路连接，低噪声放大器、功率放大器还通过天线接口分别与所述天线连接；所述主控板为用于控制北斗通讯模块、进行数据信息处理、定义对外通信数据接口的主控板。

所述天线为用于接收北斗卫星信号后将其传输至北斗通讯模块，并把从北斗通讯模块传输过来的信号发送给北斗卫星的天线。

所述的天线接收频率及范围为2491.75MHz±4.08MHz，接收天线极化方式为右旋极化，发射频率及范围为1615.68MHz±4.08MHz，接收天线极化方式为右旋极化。

所述通讯器还包括与主控板连接的、用于对所述通讯器的工作状态作出指示的指示灯。

所述通讯器还包括与主控板连接的、用于将主控板发送的语音信号进行播放的扬声器。

所述通讯器还包括与主控板连接的、用于给所述通讯器供电的电源模块。

本发明采用以下技术方案来实现上述另一目的，应用在北斗卫星的通讯器的通讯方法，包括以下步骤：

a、初始化；

b、建立起所述通讯器与外部通信设备的数据连接，等待用户指令；

c、用户指令传输到数据接口模块后，继而传输到主控板，主控板对用户指令的类型进行识别；

d、当主控板识别出所接收到的是内部执行指令时，主控板把内部执行指令传输至相应的内部部件执行，当主控板识别出所接收到的是北斗通讯指令时，主控板将北斗通讯指令传输至北斗通讯模块，北斗通讯模块中的基带处理电路将传来的指令和数据经编码、扩频和滤波后，产生基带信号并传输至射频电路，射频电路将基带信号直接上变频为射频信号，然后输出至功率放大电路，功率放大电路将射频信号放大到足够功率，最后通过天线发射出去；

e、天线接收下来的S波段射频信号传输至北斗通讯模块，由低噪声放大电路对信号进行放大和滤波后将信号传输至射频电路，射频电路放大所输入的信号并将其下变频到中频信号，然后再对中频信号进行采样，最后输出两位A/D信号至基带处理电路，基带处理电路进行扩频码同步与解扩、载波同步与解调、帧同步、译码校验，计算出数据结果后将所述数据结果传输至主控板作进一步处理，主控板处理后的数据由主控板传输到数据接口模块后，再到达外部通信设备。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、本发明通讯器采用的北斗通讯模块集成度高，并且由于本发明通讯器无需键盘、显示屏等部件，与传统的一体化北斗用户终端相比，成本更低、体积更小、重量更小，携带更方便。

2、用户只需安装专用软件即可在PC、智能手机等外部通信设备上对本发明通讯器进行操作，实现基于北斗卫星***的定位、导航和短报文通信等功能，操作更简易。

3、本发明通讯器提供蓝牙和USB两种连接方式，可方便快捷地建立外部通信设备与本发明通讯器之间的连接。

4、本发明通讯器提供标准的API接口，用户可在PC、智能手机等设备上进行二次开发，具有较广的适用性。

附图说明

图1是本发明的硬件结构框图；

图2是北斗通讯模块结构框图；

图3是本发明的工作流程图；

图4是本发明与北斗卫星、外部通信设备的连接示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

参见图1、4，在本实施例中，本发明应用在北斗卫星的通讯器，包括依次连接的天线、北斗通讯模块、主控板和数据接口模块，数据接口模块还与外部通信设备连接；此外，还包括与主控板连接的指示灯、扬声器及电源模块。本发明通讯器还设有对其进行密封包装的外壳。

所述天线具体来说是北斗收发定向天线，用于接收北斗卫星信号后将其传输至北斗通讯模块，并把从北斗通讯模块传输过来的信号发送给北斗卫星。天线接收频率范围为2491.75MHz±4.08MHz，接收天线极化方式为右旋极化，发射频率范围为1615.68MHz±4.08MHz，接收天线极化方式为右旋极化。

所述北斗通讯模块，如图2所示，包括天线接口、低噪声放大器、功率放大器、射频电路和基带处理电路，其中低噪声放大器、功率放大器和基带处理电路分别与射频电路连接，低噪声放大器、功率放大器还通过天线接口分别与所述天线连接。当北斗通讯模块收到天线传来的北斗卫星信号后，对北斗卫星信号进行放大、滤波、变频和解算处理，然后将处理后的数据结果传输给主控板，再由主控板根据用户的不同指令进行处理。发射时，北斗通讯模块对主控板传输来的数据进行编码、变频和功率放大处理后传输至天线，然后通过天线发射给北斗卫星。

所述主控板主要由嵌入式处理器组成，用于控制北斗通讯模块、进行数据信息处理、定义对外通信数据接口；具体为：通过对嵌入式处理器进行软件编程，实现对北斗通讯模块的控制和信息处理，对外通信数据接口的定义，协调各功能模块的工作等重要功能。

所述电源模块包括锂电池、智能充电模块。当外部通信设备通过USB方式连接本发明通讯器并且外部通信设备(例如PC)足以提供给本发明通讯器足够的工作电压时，本发明通讯器由外部通信设备提供工作电源；当外部通信设备通过蓝牙方式连接本发明通讯器时，由锂电池负责提供本发明通讯器的工作电源；充电时，智能充电模块通过智能控制电路监测锂电池的电流和电压值，在锂电池电量达到饱和状态时自动停止充电。

所述数据接口模块，可以是单独的蓝牙模块，也可以是单独的USB接口模块，还可以同时包括蓝牙模块和USB接口模块。所述数据接口模块通过蓝牙或USB数据线连接于主控板与外部通信设备之间，用于本发明通讯器与外部通信设备之间的数据传输。其中，蓝牙模块采用为蓝牙V1.1版本，USB接口模块采用2.0接口。

所述指示灯，为可选部件，对本发明通讯器处于正常工作、数据传输、电池电量或者其他工作状态作出指示。

所述扬声器，为可选部件，当有必要发出语音提示时，主控板将向扬声器发送相关的语音信号，并由扬声器播放出来。

如图3所示，本发明的工作过程如下：

打开电源，主控板首先加载程序，然后进行自检，自检完毕后对本发明通讯器的各模块进行初始化。初始化结束后，在上行链路上，建立起本发明通讯器与外部通信设备的数据连接，等待用户指令；当用户通过本发明通讯器的专用软件向本发明通讯器发出指令后，用户指令通过USB数据线或者蓝牙传输到本发明通讯器的数据接口模块后，继而传输到主控板，主控板对用户指令的类型进行识别；当主控板识别出所接收到的是内部执行指令时，主控板把内部执行指令传输至相应的内部部件执行，当主控板识别出所接收到的是北斗通讯指令时，主控板将北斗通讯指令传输至北斗通讯模块，北斗通讯模块中的基带处理电路将传来的指令和数据经编码、扩频和滤波后，产生基带信号并传输至射频电路，射频电路将基带信号直接上变频为射频信号，然后输出至功率放大电路，功率放大电路将射频信号放大到足够功率，然后通过天线发射出去。在下行链路上，天线接收下来的S波段射频信号传输至北斗通讯模块，由低噪声放大电路对信号进行放大和滤波后将信号传输至射频电路，射频电路的接收通道包含了两次变频结构，主要功能是放大射频输入信号并下变频到最终的12.24MHz中频信号，然后再对中频信号进行采样，最后输出两位A/D信号至基带处理电路，基带处理电路进行扩频码同步与解扩、载波同步与解调、帧同步、译码校验，计算出数据结果后将所述数据结果传输至主控板作进一步处理，主控板处理后的数据由主控板传输到数据接口模块后，再通过USB数据线或者蓝牙到达外部通信设备。

本发明除了可实现北斗卫星定位和北斗短报文通信外，还提供SIM卡查询、SIM卡信息返回、功率监测申请、功率监测返回值等API接口，以满足用户的特殊需要。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种应用在北斗卫星的通讯器，其特征在于：包括依次连接的天线、北斗通讯模块、主控板和数据接口模块；所述北斗通讯模块包括天线接口、低噪声放大器、功率放大器、射频电路和基带处理电路，其中低噪声放大器、功率放大器和基带处理电路分别与射频电路连接，低噪声放大器、功率放大器还通过天线接口分别与所述天线连接；所述主控板为用于控制北斗通讯模块、进行数据信息处理、定义对外通信数据接口的主控板。

2.根据权利要求1所述的应用在北斗卫星的通讯器，其特征在于：所述天线为用于接收北斗卫星信号后将其传输至北斗通讯模块，并把从北斗通讯模块传输过来的信号发送给北斗卫星的天线。

3.根据权利要求1所述的应用在北斗卫星的通讯器，其特征在于：所述的天线接收频率及范围为2491.75MHz±4.08MHz，接收天线极化方式为右旋极化，发射频率及范围为1615.68MHz±4.08MHz，接收天线极化方式为右旋极化。

4.根据权利要求1所述的应用在北斗卫星的通讯器，其特征在于：所述通讯器还包括与主控板连接的、用于对所述通讯器的工作状态作出指示的指示灯。

5.根据权利要求1所述的应用在北斗卫星的通讯器，其特征在于：所述通讯器还包括与主控板连接的、用于将主控板发送的语音信号进行播放的扬声器。

6.根据权利要求1所述的应用在北斗卫星的通讯器，其特征在于：所述通讯器还包括与主控板连接的、用于给所述通讯器供电的电源模块。

7.基于权利要求1所述应用在北斗卫星的通讯器的通讯方法，其特征在于包括以下步骤：

a、初始化；

b、建立起所述通讯器与外部通信设备的数据连接，等待用户指令；

c、用户指令传输到数据接口模块后，继而传输到主控板，主控板对用户指令的类型进行识别；

d、当主控板识别出所接收到的是内部执行指令时，主控板把内部执行指令传输至相应的内部部件执行，当主控板识别出所接收到的是北斗通讯指令时，主控板将北斗通讯指令传输至北斗通讯模块，北斗通讯模块中的基带处理电路将传来的指令和数据经编码、扩频和滤波后，产生基带信号并传输至射频电路，射频电路将基带信号直接上变频为射频信号，然后输出至功率放大电路，功率放大电路将射频信号放大到足够功率，然后通过天线发射出去；

e、天线接收下来的S波段射频信号传输至北斗通讯模块，由低噪声放大电路对信号进行放大和滤波后将信号传输至射频电路，射频电路放大所输入的信号并将其下变频到中频信号，然后再对中频信号进行采样，最后输出两位A/D信号至基带处理电路，基带处理电路进行扩频码同步与解扩、载波同步与解调、帧同步、译码校验，计算出数据结果后将所述数据结果传输至主控板作进一步处理，主控板处理后的数据由主控板传输到数据接口模块后，再到达外部通信设备。

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