CN103634254A - 一种间接调制解调数传装置及其传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种间接调制解调数传装置，包括：纠错编码模块；调制模块，其与纠错编码模块连接；发射滤波器模块，其与调制模块连接；波形幅度调整及发射开关控制模块，其与发射滤波器模块连接；增益控制模块；接收滤波器模块，其与增益控制模块连接；解调模块，其与接收滤波器模块连接；纠错译码模块，其与解调模块连接。本发明还公开了间接调制解调数传装置的传输方法。本发明将数字信息调制为音频频带内的基带调制信号，实现超短波话务电台的数字信息传输功能。本发明实施成本低、通用性强、不改变原有电台结构，便于规模化推广。

Description

一种间接调制解调数传装置及其传输方法

技术领域

本发明涉及利用超短波通信设备进行数据传输的技术装置，尤其涉及一种间接调制解调数传装置及其传输方法。

背景技术

当前的普通型超短波电台功能应用以话务呼叫、语音联络为主，例如海上作业舰船标配的船载台、各种用途飞机装备的机载台、地面广泛使用的各类车载台及基地台等。单一功能的话务电台尽管存在使用及理解上的便利性，但语音信息传输容易表述或听辩错误，且无法传输较复杂的数字信息，效率低下。伴随各类终端设备数字化、自动化程度提高，数据业务在超短波通信中的比重正在快速上升。目前市场上具有数/话双模功能的超短波电台采购成本大幅高于普通话务电台，导致采用新型数/话双模电台建设超短波数话网络的成本偏高；同时采用新电台方式实施建网或***功能升级时，还会出现数量庞大的现役话务电台闲置、浪费的不利局面。

发明内容

本发明克服了现有技术的上述缺陷，提出了一种间接调制解调数传装置及其传输方法。本发明采用间接调制技术，将数字信息调制转换为类似话务音频波形的基带调制信号并导入话务电台的语音传输通道，经过超短波话务电台进行后续的中频调制、射频变换处理后播发。此数字信息传输方式不改变原有话务电台结构及接口形式，通过外接本发明的间接调制解调数传装置实现了超短波话务电台的数据传输，扩展了原超短波话务电台的单一话务功能，在技术实施和工程应用方面均具有良好收效。

本发明提出了一种间接调制解调数传装置，包括：

纠错编码模块，其对于输入的数据信息进行信道纠错编码处理；

调制模块，其与所述纠错编码模块连接，将所述经过纠错编码处理后的数据信息进行符号映射处理，形成音频基带调制信号；

发射滤波器模块，其与所述调制模块连接，对所述音频基带调制信号进行整形滤波处理；

波形幅度调整及发射开关控制模块，其与所述发射滤波器模块连接，对所述经过整形滤波处理后的音频基带调制信号进行幅度调整并控制输出；

增益控制模块，其对于接收的音频基带调制信号进行信号幅度调整处理；

接收滤波器模块，其与所述增益控制模块连接，将所述幅度调整后的音频基带调制信号进行滤波整形处理；

解调模块，其与所述接收滤波器模块连接，对所述经过滤波整形处理的音频基带调制信号进行解调处理，得到数字信号；

纠错译码模块，其与所述解调模块连接，将所述数字信号进行纠错译码处理，得到数据信息。

其中，所述纠错编码模块为RS码纠错编码模块。

其中，所述纠错译码模块为RS码纠错译码模块。

其中，所述调制模块为8-Level CPFSK调制模块、GMSK调制模块。

其中，所述解调模块为8-Level CPFSK解调模块、GMSK解调模块。

本发明提出了一种间接调制解调数传装置的传输方法，包括二次调制方式与二次解调方式。

其中，所述二次调制方式包括：

步骤A1：所述纠错编码模块接收从所述数据模块输出的数据信息，所述纠错编码模块对所述数据信息进行纠错编码处理，发送至所述调制模块；

步骤A2：所述调制模块对所述纠错编码后的数据信息进行符号映射处理，得到音频基带调制信号并发送至发射滤波器模块；

步骤A3：所述发射滤波器模块对所述音频基带调制信号进行整形滤波处理，发送至所述波形幅度调整及发射开关控制模块；

步骤A4：所述波形幅度调整及发射开关控制模块对所述音频基带调制信号进行幅度调整并输出至所述超短波话务电台。

其中，所述二次解调方式包括：

步骤B1：所述增益控制模块接收所述超短波话务电台的音频基带调制信号，并对所述音频基带调制信号进行信号幅度调整处理，发送至所述接受滤波器模块；

步骤B2：所述接收滤波器模块对所述幅度调整后的音频基带调制信号进行滤波整形处理，发送至所述解调模块；

步骤B3：所述解调模块对所述音频基带调制信号进行解调处理，得到数字信号并发送至所述纠错译码模块；

步骤B4：所述纠错译码模块对所述数字信号进行纠错译码处理，得到数据信息并发送至数据模块。

本发明还提出了一种超短波无线数传应用***，包括：超短波话务电台、间接调制解调数传装置、以及数据模块；

所述超短波话务电台，其与所述间接调制解调数传装置连接，用于调制并发送射频信号以及接收超短波信号；

所述数据模块，其与所述间接调制解调数传装置连接，作为所述用户业务数据终端实现数据处理。

其中，所述超短波话务电台包括：

音频模块，其与所述间接调制解调数传装置连接，对所述音频基带调制信号音频信号滤波及幅度放大处理，以及实现外部线路音频和电台话筒音频的选路切换、PTT控制信号逻辑处理和生成电台整机发射键控信号；

中频模块，其与所述音频模块连接，对所述音频基带调制信号进行中频调制生成中频调制信号，以及对接收的超短波信号进行解调，得到音频基带调制信号；

射频模块，其与所述中频模块连接，用于混频与激励所述中频调制信号，得到射频信号；

收发转换开关与天线，其与射频模块连接，用于调节所述超短波话务电台的收发状态，实现发送所述射频信号或接收所述超短波信号。

本发明还提出了一种超短波无线数传应用***的传输方法，包括发送信号方式与接收信号方式。

其中，所述发送信号方式包括：

步骤C1：所述纠错编码模块接收从所述数据模块输出的数据信息，所述纠错编码模块对所述数据信息进行纠错编码处理，发送至所述调制模块；

步骤C2：所述调制模块对所述纠错编码后的数据信息进行符号映射处理，得到音频基带调制信号并发送至发射滤波器模块；

步骤C3：所述发射滤波器模块对所述音频基带调制信号进行整形滤波处理，发送至所述波形幅度调整及发射开关控制模块；

步骤C4：所述波形幅度调整及发射开关控制模块对所述音频基带调制信号进行幅度调整并输出至所述音频模块；

步骤C5：所述音频模块对所述音频基带调制信号进行选路切换、滤波及放大处理，发送至所述中频模块；同时所述音频模块生成所述电台整机的发射键控信号至所述收发转换开关与天线；

步骤C6：所述中频模块对所述音频基带调制信号进行中频调制，得到中频调制信号并发送至所述射频模块；

步骤C7：所述射频模块对所述中频调制信号进行混频与激励放大处理，得到射频信号；

步骤C8：所述收发转换开关与天线根据所述电台整机的发射键控信号将所述超短波话务电台调节至发射状态，所述收发转换开关与天线将所述射频信号发送至空间无线信道。

其中，所述接收信号方式包括：

步骤D1：所述收发转换开关与天线将所述超短波话务电台调节至接收状态，所述收发转换开关与天线接收到来自空间无线信道的超短波信号；

步骤D2：所述中频模块对所述超短波信号进行中频解调处理，得到音频基带调制信号并发送至所述音频模块；

步骤D3：所述音频模块对所述音频基带调制信号进行音频输出，并将所述音频基带调制信号发送至所述增益控制模块；

步骤D4：所述增益控制模块接收所述音频模块的音频基带调制信号，并对所述音频基带调制信号进行信号幅度调整处理，发送至所述接受滤波器模块；

步骤D5：所述接收滤波器模块对所述幅度调整后的音频基带调制信号进行滤波整形处理，发送至所述解调模块；

步骤D6：所述解调模块对所述音频基带调制信号进行解调处理，得到数字信号并发送至所述纠错译码模块；

步骤D7：所述纠错译码模块对所述数字信号进行纠错译码处理，得到数据信息并发送至数据模块；

步骤D8：所述数据模块对所述数据信息进行后续处理。

本发明间接调制解调数传装置可以在原有超短波话务电台的结构及其信息传输方式没有发生改变的情况下，通过间接调制实现数字信息传输。

本发明采用间接调制技术，能以音频基带调制信号的方式传输数字信号的信息。若没有使用本发明间接调制技术的电台无法解调出音频基带调制信号中的数字信号，具有较高的安全性。

本发明可以升级调制解调模块、纠错编码译码模块中的数据处理方式进行改变，维护成本低。

本发明的间接调制解调数传装置采用RS232/RS485串行接口与其他部件连接，具有良好的功能扩展性与兼容性。

附图说明

图1是本发明超短波无线数传应用***的示意图；

图2是本发明间接调制解调数传装置的连接示意图；

图3是本发明中超短波无线数传应用***的硬件电路结构示意图；

图4是使用本发明超短波无线数传应用***的示意图；

图5是本发明中RS纠错编码的生成流程示意图。

具体实施方式

结合以下具体实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。

如图1-5所示，1-超短波话务电台，2-间接调制解调数传装置，3-数据模块，11-音频模块，12-中频模块，13-射频模块，14-收发转换开关及天线，21-纠错变码模块，22-调制模块，23-发射滤波器模块，24-波形幅度调整及发射开关控制模块，25-增益控制模块，26-接收滤波器模块，27-解调模块，28-纠错译码模块。

本发明的间接调制解调数传装置2，如图2所示，包括：

纠错编码模块21，其对于输入的数据信息进行信道纠错编码处理；

调制模块22，其与纠错编码模块21连接，将经过纠错编码处理后的数据信息进行符号映射处理，形成音频基带调制信号；

发射滤波器模块23，其与调制模块22连接，对音频基带调制信号进行整形滤波处理；

波形幅度调整及发射开关控制模块24，其与发射滤波器模块23连接，对经过整形滤波处理后的音频基带调制信号进行幅度调整并控制输出；

增益控制模块25，其对于接收的音频基带调制信号进行信号幅度调整处理；

接收滤波器模块26，其与增益控制模块25连接，将幅度调整后的音频基带调制信号进行滤波整形处理；

解调模块27，其与接收滤波器模块26连接，对经过滤波整形处理的音频基带调制信号进行解调处理，得到数字信号；

纠错译码模块28，其与解调模块27连接，将数字信号进行纠错译码处理，得到数据信息。

本发明的纠错编码模块21为RS码纠错编码模块。纠错译码模块28为RS码纠错译码模块。调制模块22为8-Level CPFSK调制模块、GMSK调制模块。解调模块27为8-Level CPFSK解调模块、GMSK解调模块。

本发明的间接调制解调数传装置2在结构上独立于标准型号的电台，属于第三方提供设备，与普通话务电台配合使用时可以将话务电台在功能上扩展为数/话双模电台。在超短波话务电台1功能扩展应用，或已建成的超短波话务网络功能升级等领域具有明显成本比对优势。

本发明的间接调制解调数传装置2，其设置在数据终端3和超短波话务电台1之间。间接调制解调数传装置2通过标准化的RS232/RS485串行接口规范与用户业务应用的数据终端连接。通过超短波话务电台1外部线路音频接口连接至超短波话务电台1的音频模块11，该接口采用多线缆连接方式，其中包含了音频信号接收线、音频信号发送线、GND信号接地线、PTT发送控制线、VCC直流电源线、GND电源接地线，用于进行音频基带调制信号输入/输出、并提供本装置运行所需的直流电源供应。

本发明的间接调制解调数传装置2的主要硬件电路平台包括，如图3所示：

高性能的16位定点DSP数字信号处理芯片，运算速度在80MIPS以上。

8位AVR MCU微控制器，用于实现PTT发送控制、模块间各类通信协议。基于AVR高效率的C语言编译器，本装置具有良好的结构性和可维护性。AVR MCU支持在线程序更新，此特点支持本装置硬件***程序的现场升级。

本发明装置的硬件电路***采用了通用型调制解调器硬件平台，全部调制解调均以模块的方式实现。基于此硬件***平台，可在同一硬件平台上实现8-Level CPFSK、GMSK或者其它类型数字调制解调方式，便于实现的***升级或功能扩展。

本发明首先将数字信息调制成音频基带信号，再将此音频基带调制信号导入超短波话务电台1的语音通道进行播发，使超短波话务电台1扩展为具有数/话双模通信能力的本发明的超短波无线数传应用***。超短波无线数传应用***对于原话务电台具有包含关系，不改变原电台结构、功能及信号处理过程，只是在其基础上新增了独立的间接调制解调数传装置2，并通过原电台外部线路音频接口实现了二者之间的信号适配连接。本发明提供了一种使用超短波话务电台1实现数据/话音双模传输的技术实现方法，对于目前现存数量庞大的单一功能超短波话务电台1提供了一种进行功能升级、应用拓展的有效途径，避免了此类电台被闲置、浪费的不利局面，有效保护了原有设备投资。相对采用直接调制方式的新购数/话双模超短波话务电台1进行应用***构建，本发明装置在建设成本、工程实施、运行维护、功能扩展/升级灵活性等方面具有明显比对优势。

本发明的超短波无线数传应用***，如图1所示，包括：超短波话务电台1、间接调制解调数传装置2以及数据模块3。

超短波话务电台1，其与间接调制解调数传装置2连接，用于调制并发送射频信号以及接收超短波信号；超短波话务电台1为现有技术中常用的标准型电台，例如普通的无线电台。

数据模块3，其与间接调制解调数传装置2连接，作为用户业务数据终端实现数据处理。

本发明的超短波话务电台1包括：

音频模块11，其与间接调制解调数传装置2连接，对音频基带调制信号进行音频信号滤波及幅度放大处理，以及实现外部线路音频和电台话筒音频的选路切换、PTT控制信号逻辑处理和生成电台整机发射键控信号；

中频模块12，其与音频模块11连接，对音频基带调制信号进行中频调制生成中频调制信号，以及对接收的超短波信号进行解调，得到音频基带调制信号；

射频模块13，其与中频模块12连接，用于混频与激励中频调制信号，得到射频信号；

收发转换开关与天线14，其与射频模块13连接，用于调节超短波话务电台1的收发状态，实现发送射频信号或接收超短波信号。

本发明的间接调制方式是相对直接调制而言的。一般情况下，超短波话务电台1的模拟或数字通信业务一般采用中频调制(即直接调制)，以中频正弦波作为载波，调制信号直接对中频正弦波进行调制，已调中频信号经混频后变换成射频信号发射，该过程中仅涉及一次调制过程。普通超短波话务电台1的音频信号调制采用模拟中频调制制式，如调频FM、调幅AM、单边带SSB等；新型标准超短波数/话两用电台的数据信息调制采用数字制式中频调制，如FSK、PSK等，上述普通话务电台和数/话两用电台均属于直接调制类型。

本发明采用间接调制方式时，首先以较低基带频率的正弦波作为载波，调制模块22对基带正弦波进行调制，生成基带调信号；由基带已调信号作为调制信号，再由中频模块12对中频频率的正弦波进行中频调制，得到中频调制信号，中频调制信号经混频变换后形成射频信号发射，在此过程中涉及了两次调制过程，因此间接调制又称二次调制。

本发明的间接调制解调数传装置2，根据功能和信号处理流程不同可以分为二次调制和二次解调。本发明在实现二次调制与二次解调时采用相同DSP数字信号处理和MCU微控制器集成电路IC平台，通过不同的模块实现了相应信号处理功能。

本发明的间接调制解调数传装置2的传输方法，包括二次调制方式与二次解调方式。

其中，本发明的二次调制方式包括：

步骤A1：纠错编码模块21接收从数据模块3输出的数据信息，纠错编码模块21对数据信息进行纠错编码处理，发送至调制模块22；

步骤A2：调制模块22对纠错编码后的数据信息进行符号映射处理，得到音频基带调制信号并发送至发射滤波器模块23；

步骤A3：发射滤波器模块23对音频基带调制信号进行整形滤波处理，发送至波形幅度调整及发射开关控制模块24；

步骤A4：波形幅度调整及发射开关控制模块24对音频基带调制信号进行幅度调整并输出至超短波话务电台1。

其中，本发明的二次解调方式包括：

步骤B1：增益控制模块25接收超短波话务电台1的音频基带调制信号，并对音频基带调制信号进行信号幅度调整处理，发送至接收滤波器模块26；

步骤B2：接收滤波器模块26对幅度调整后的音频基带调制信号进行滤波整形处理，发送至解调模块27；

步骤B3：解调模块27对音频基带调制信号进行解调处理，得到数字信号并发送至纠错译码模块28；

步骤B4：纠错译码模块28对数字信号进行纠错译码处理，得到数据信息并发送至数据模块3。

本发明的超短波无线数传应用***的传输方法，包括发送信号方式与接收信号方式。

其中，本发明的超短波无线数传应用***发送信号方式包括：

步骤C1：纠错编码模块21接收从数据模块3输出的数据信息，纠错编码模块21对数据信息进行纠错编码处理，发送至调制模块22；

步骤C2：调制模块22对纠错编码后的数据信息进行符号映射处理，得到音频基带调制信号并发送至发射滤波器模块23；

步骤C3：发射滤波器模块23对音频基带调制信号进行整形滤波处理，发送至波形幅度调整及发射开关控制模块24；

步骤C4：波形幅度调整及发射开关控制模块24对音频基带调制信号进行幅度调整并输出至音频模块11；

步骤C5：音频模块11对音频基带调制信号进行选路切换、滤波及放大处理，发送至中频模块12；同时音频模块11生成电台整机的发射键控信号至收发转换开关与天线14；

步骤C6：中频模块12对音频基带调制信号进行中频调制，得到中频调制信号并发送至射频模块13；

步骤C7：射频模块13对中频调制信号进行混频与激励放大处理，得到射频信号；

步骤C8：收发转换开关与天线14根据电台整机的发射键控信号将超短波话务电台1将超短波话务电台1调节至发射状态，收发转换开关与天线14将射频信号发送至空间无线信道。

本发明超短波无线数传应用***的信号发送流程为：

数据终端3将待发送的数据业务数字信息流通过RS232/RS485串行接口输送至本装置的Reed-Solomon码(简称RS码)纠错编码模块21。由于超短波通信采用开放型无线信道，信号传输过程中会引入各类干扰及噪声，易导致对端接收信号发生错误，***需要采用信道编码技术以降低特定信噪比情况下的误码率指标，提升信息传输质量。本装置采用缩短型RS(16，12，2)码，它在12个信息bit加入4个纠错bit，构成16bits码组，可以纠正2个bit的误码。本发明采用的RS(16，12)为RS(255，251)缩短码，RS(255，251)为定义在有限域GF(2⁸)上的RS码，其生成多项式为g(x)＝x⁴+α⁷⁵x³+α²⁴⁹x²+α⁷⁸x+α⁶。对应RS(16，12)，其校验码的生成过程如图5所示。

经RS纠错编码处理后的数字信息流下一步送往调制模块22，完成数字信息至音频基带调制信号的符号映射过程。连续相位频移键控CPFSK可以避免因相位的不连续引起的高频分量，对带宽受限信道有良好的适应能力，在数字通信领域被广泛采用。8-Level CPFSK数字调制是一种高阶调制方式，每一个符号波形包含了3bit的数据内容，可以支持本装置实现高达19.2kbps的超短波数据传输速率。

经过调制模块22符号映射处理后的基带调制波形含有大量高次谐波分量，而超短波话务电台1允许输入音频信号的带宽一般在10k以下，发射滤波器模块23首先对基带调制波形进行成型滤波，将其基带波形带宽控制在超短波话务电台1的允许范围。本发明采用的发射滤波器模块23为升余弦低通滤波器，其定义见以下公式(I)所示：

$H\left(f\right)=\left\{\begin{array}{cc}1& 0\&le;f<(1-b)/\left(2T\right)\\ \sqrt{0.6*[1-\sin (\mathrm{\&pi;T}(f-0.6/T)/b)]}& (1-b)/\left(2T\right)\&le;f\&le;(1+b)/\left(2T\right)\\ 0& (1-b)/\left(2T\right)<f\end{array}\right.---\left(I\right)$

其中，b＝0.2，T为码元的时间宽度，即T＝1/symbol rate。

超短波话务电台1一般采用半双工方式，信号收发位于同一频段，信号需要发射时通过PTT按键启动发射开关，通话完毕释放PPT按键则超短波话务电台1恢复信道监听接收状态。本发明的间接调制解调数传装置2由MCU控制，根据是否有待发数据自动控制收发转换开关及天线14，并实施音频基带调制信号的幅度调整，之后将信号送往超短波话务电台1的音频模块11，完成本装置二次调制信号处理流程。导入至电台话务信道的音频基带调制信号将由超短波话务电台1内部实施中频调制、射频激励等变换处理后播发至空间无线信道。

本发明超短波无线数传应用***的接收信号方式包括：

步骤D1：收发转换开关与天线14将超短波话务电台1调节至接收状态，收发转换开关与天线14接收到来自空间无线信道的超短波信号；

步骤D2：中频模块12对超短波信号进行中频解调处理，得到音频基带调制信号并发送至音频模块11；

步骤D3：音频模块11对音频基带调制信号进行选路切换、滤波及放大处理，并将音频基带调制信号发送至增益控制模块25；

步骤D4：增益控制模块25接收音频模块11的音频基带调制信号，并对音频基带调制信号进行信号幅度调整处理，发送至接受滤波器模块26；

步骤D5：接收滤波器模块26对幅度调整后的音频基带调制信号进行滤波整形处理，发送至解调模块27；

步骤D6：解调模块27对音频基带调制信号进行解调处理，得到数字信号并发送至纠错译码模块28；

步骤D7：纠错译码模块28对数字信号进行纠错译码处理，得到数据信息并发送至数据模块3；

步骤D8：数据模块3对数据信息进行后续处理。

本发明超短波无线数传应用***的信号接收流程为：

没有话务呼叫情况下，超短波话务电台1一般处于信道监听接收状态。中频模块12对接收到的超短波信号进行中频解调，得到音频基带调制信号。对于某特定频点上的任何音频基带调制信号，由于无线信道的开放性，所有监听电台都能进行电波接收。对于本发明涉及的间接调制无线数传应用而言，只有具有本发明解调模块27的超短波话务电台1终端才能实现正确解调、解码接收；对于其它超短波话务电台1，所接收信号则表现为音频噪声信息。

本发明装置接收来自超短波话务电台1的音频模块11输出的音频基带调制信号，首先进行增益控制模块25的AGC自动增益控制处理，将接收的音频基带调制信号调节至合适电平；再由接收滤波器模块26进行杂波滤除，之后送往解调模块27进行解调处理，将数据恢复为二进制的数字信息；最后由纠错译码模块28进行纠错处理，输出数据信息经RS232/RS485接口发送至数据模块3，完成本装置的二次解调信号接收处理过程。

实施例1：

本实施例为超短波无线数传应用***的应用方法。本发明间接调制解调数传装置2作为一种数字信息处理与信号变换设备，与超短波话务电台1、数据模块3配合，共同组成超短波无线数传应用***。

本实施例中，具有单一话务功能的普通型超短波话务电台1的音频模块11配置了话筒手柄及内置扬声器，用于实现话务呼叫及监听；同时还配置有外部连接音频接口，用以实现外部音频设备扩展。此外部连接音频接口采用多线缆连接，其中包含了音频信号接收线、音频信号发送线、GND信号接地线、PTT发送控制线、DC电源线、GND电源接地线，分别用于进行调制基带信号输入/输出、PTT收发控制及外部功能模块电源供应。本发明间接调制解调数传装置2通过此外部连接音频接口实现与超短波话务电台1的物理连接，并完成音频基带调制信号输出与输出、超短波话务电台1的收发控制等具体功能。数据模块3为用户业务***的远程应用客户端，在整个通信***构成中作为信源或信宿存在。本发明间接调制解调数传装置2采用RS232/RS485串行接口规范与数据模块3连接，RS232/RS485接口是目前各类数据终端设备应用最广泛的标准化通信接口之一，采用该接口有利于提升本发明的兼容性和易用性。

本发明超短波无线数传应用***，根据模块功能和信号处理流程不同可以分为基于二次调制的发送信号方式和基于二次解调的接收信号方式。

本发明超短波无线数传应用***的发送信号方式的信号处理流程为：

步骤一：数据模块3将待发送的数据信息流通过RS232/RS485串行接口输送至间接调制解调数传装置2的纠错编码模块21，进行信道纠错编码处理；

步骤二：经纠错编码模块21处理后的数据信息流通过内部总线送往调制模块22，完成数字信号至音频基带信号的符号映射处理；

步骤三：发射滤波器模块23对基带调制信号进行成型滤波处理，其低通滤波特性滤除了基带调制波形中的高次谐波分量，将其基带波形带宽控制在超短波话务电台1的允许范围；

步骤四：波形幅度调整及发射开关控制模块24根据超短波话务电台1对于输入音频信号增益设置情况进行基带调制信号的波幅输出强度调整，并在侦测无线信道空闲情况下启动PTT发射开关进行信号输出至超短波话务电台1的音频模块11；

步骤五：超短波话务电台1将输入的基带调制信号作为话务呼叫进行标准化处理，经中频模块12的中频调制、射频模块13变频及激励放大处理后通过收发转换开关及天线14发送至空间无线信道。

本发明超短波无线数传应用***的接收信号方式的信号处理流程为：

步骤1：无业务呼叫情况下，超短波话务电台1处于信道监听、接收状态。超短波话务电台1接收到正常话务呼叫时，按照现有的标准程序进行话务接收处理；当接收到信号为数据信号时，本发明间接调制解调数传装置2对来自超短波话务电台1外部音频连接线路的音频基带调制信号启动解调过程；

步骤2：增益控制模块25和接收滤波器模块26对接收到的基带调制信号进行波形幅度调整及滤波整形处理；

步骤3：解调模块27对增益控制模块25和接收滤波器模块26预处理过的基带调制信号进行解调处理，恢复出二进制数字信息流；

步骤4：由于包含了可能的信号误码，纠错译码模块28对上述二进制数字信息流进行处理，根据其中包含的冗余比特信息译码判决、进一步恢复出原数据终端模块输出的原始数据信息；

步骤5：本发明间接调制解调数传装置2将处理后的数据接收信息通过RS232/RS485串行接口传输至数据模块3，从而完成整个数据信息传输过程。

实施例2：

某渔业公司拥有多艘海洋捕捞作业渔船，由于鱼群流动性强、近邻国家海洋分界线存在争议或尚未界定清晰，渔船及作业人员经常被他国袭扰或拘扣罚款，导致人员伤亡及财产损失。渔业公司拟加强对渔船海上作业的远程监控管理，获取渔船实时位置、气象条件及设备运行状态等数据信息，并据此下达管理指令。渔船上目前已标准配置了用于日常联络及遇险呼叫用途的普通型超短波话务电台1，采用本发明对原超短波话务电台1进行功能升级，建成了满足上述渔船远程监管要求的超短波无线数传应用***，且工程实施具有周期快、成本低、不改变原有超短波话务电台1的型号及舱外天线设备、充分保护已有投资等显著优点。

图4是本发明装置在海洋渔船远程监管领域一个实施例的***框架示意图。如图4所示，本实施例的超短波话务电台1数据传输***中有一个管理主站***A，其中包括了普通型超短波话务电台1及附属基地台天线、本发明间接调制解调数传装置2、***监控管理计算机等。如图4所示，本实施例的超短波无线数传应用***还包含若干位于海洋作业渔船上的远端子站***，如远端子站B、远端子站C、远端子站D，其中每个远端子站***包含了普通型超短波话务电台1、本发明间接调制解调数传装置2、数据模块3。

本实施例中，管理主站***A接收来自远端子站的作业渔船运行信息，并根据具体情况反馈渔船作业指令；远端子站B、C、D向***管理主站A发送渔船运行信息，并接受主站***A的管理指令。

渔船执行海上作业任务时，远端子站B、C、D的数据模块3接收各类型船载电子设备提供的数据信息，如当前GPS坐标、航向、风速、鱼群资源探测信息、动力机组运行信息等，将此信息按照某规定方式进行汇总、格式转换处理，并周期性将该信息送至间接调制解调数传装置2，经超短波话务电台1播发至空间无线信道。管理主站***A接收来自海上作业渔船的上述信息并进行监测、评估，同时参考渔政、海事、气象等相关政府管理结构关于所在海域的风险信息，发现存在不适合捕捞作业的某些因素时，及时以话务紧急呼叫或数据指令形式警示作业渔船或给予相关处置指令。

通过本发明装置应用，上述渔业公司在原有超短波话务电台1***基础上快速实施了海上作业渔船的远程自动化监管数传功能升级，对于保障海上作业人员生命及财产安全发挥了实际作用效果。同时，相对采用购买新型数/话双模电台建网方式，本发明装置应用具有成本低、易操作、保护已有投资等明显比对优势。

本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点部被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。

Claims (13)

1.一种间接调制解调数传装置，其特征在于，包括：

纠错编码模块(21)，其对于输入的数据信息进行信道纠错编码处理；

调制模块(22)，其与所述纠错编码模块(21)连接，将所述经过纠错编码处理后的数据信息进行符号映射处理，形成音频基带调制信号；

发射滤波器模块(23)，其与所述调制模块(22)连接，对所述音频基带调制信号进行整形滤波处理；

波形幅度调整及发射开关控制模块(24)，其与所述发射滤波器模块(23)连接，对所述经过整形滤波处理后的音频基带调制信号进行幅度调整并控制输出；

增益控制模块(25)，其对于接收的音频基带调制信号进行信号幅度调整处理；

接收滤波器模块(26)，其与所述增益控制模块(25)连接，将所述幅度调整后的音频基带调制信号进行滤波整形处理；

解调模块(27)，其与所述接收滤波器模块(26)连接，对所述经过滤波整形处理的音频基带调制信号进行解调处理，得到数字信号；

纠错译码模块(28)，其与所述解调模块(27)连接，将所述数字信号进行纠错译码处理，得到数据信息。

2.如权利要求1所述间接调制解调数传装置，其特征在于，所述纠错编码模块(21)为RS纠错编码模块。

3.如权利要求1所述间接调制解调数传装置，其特征在于，所述纠错译码模块(28)为RS纠错译码模块。

4.如权利要求1所述间接调制解调数传装置，其特征在于，所述调制模块(22)为8-Level CPFSK调制模块、GMSK调制模块。

5.如权利要求1所述间接调制解调数传装置，其特征在于，所述解调模块(27)为8-Level CPFSK解调模块、GMSK解调模块。

6.一种如权利要求1-5所述的间接调制解调数传装置的传输方法，其特征在于，包括二次调制方式与二次解调方式。

7.如权利要求8所述间接调制解调数传装置的传输方法，其特征在于，所述二次调制方式包括：

步骤A1：所述纠错编码模块(21)接收数据信息，所述纠错编码模块(21)对所述数据信息进行纠错编码处理，发送至所述调制模块(22)；

步骤A2：所述调制模块(22)对所述纠错编码后的数据信息进行符号映射处理，得到音频基带调制信号并发送至发射滤波器模块(23)；

步骤A3：所述发射滤波器模块(23)对所述音频基带调制信号进行整形滤波处理，发送至所述波形幅度调整及发射开关控制模块(24)；

步骤A4：所述波形幅度调整及发射开关控制模块(24)对所述音频基带调制信号进行幅度调整并输出。

8.如权利要求8所述间接调制解调数传装置的传输方法，其特征在于，所述二次解调方式包括：

步骤B1：所述增益控制模块(25)接收音频基带调制信号，并对所述音频基带调制信号进行信号幅度调整处理，发送至所述接受滤波器模块(26)；

步骤B2：所述接收滤波器模块(26)对所述幅度调整后的音频基带调制信号进行滤波整形处理，发送至所述解调模块(27)；

步骤B3：所述解调模块(27)对所述音频基带调制信号进行解调处理，得到数字信号并发送至所述纠错译码模块(28)；

步骤B4：所述纠错译码模块(28)对所述数字信号进行纠错译码处理，得到数据信息并输出。

9.一种超短波无线数传应用***，其特征在于，包括：超短波话务电台(1)、如权利要求1-5所述的间接调制解调数传装置(2)、以及数据模块(3)；

所述超短波话务电台(1)，其与所述间接调制解调数传装置(2)连接，用于调制并发送射频信号以及接收超短波信号；

所述数据模块(3)，其与所述间接调制解调数传装置(2)连接，作为所述用户业务数据终端实现数据处理。

10.如权利要求6所述超短波无线数传应用***，其特征在于，所述超短波话务电台(1)包括：

音频模块(11)，其与所述间接调制解调数传装置(2)连接，对所述音频基带调制信号进行音频信号滤波及幅度放大处理，以及实现外部线路音频和电台话筒音频的选路切换、PTT控制信号逻辑处理和生成电台整机发射键控信号；

中频模块(12)，其与所述音频模块(11)连接，对所述音频基带调制信号进行中频调制生成中频调制信号，以及对接收的超短波信号进行解调，得到音频基带调制信号；

射频模块(13)，其与所述中频模块(12)连接，用于混频与激励所述中频调制信号，得到射频信号；

收发转换开关与天线(14)，其与射频模块(13)连接，用于调节所述超短波话务电台(1)的收发状态，实现发送所述射频信号或接收所述超短波信号。

11.一种如权利要求9-10所述的超短波无线数传应用***的传输方法，其特征在于，包括发送信号方式与接收信号方式。

12.如权利要求11所述超短波无线数传应用***的传输方法，其特征在于，所述发送信号方式包括：

步骤C1：所述纠错编码模块(21)接收从所述数据模块(3)输出的数据信息，所述纠错编码模块(21)对所述数据信息进行纠错编码处理，发送至所述调制模块(22)；

步骤C2：所述调制模块(22)对所述纠错编码后的数据信息进行符号映射处理，得到音频基带调制信号并发送至发射滤波器模块(23)；

步骤C3：所述发射滤波器模块(23)对所述音频基带调制信号进行整形滤波处理，发送至所述波形幅度调整及发射开关控制模块(24)；

步骤C4：所述波形幅度调整及发射开关控制模块(24)对所述音频基带调制信号进行幅度调整并输出至所述音频模块(11)；

步骤C5：所述音频模块(11)对所述音频基带调制信号进行选路切换、滤波及放大处理，发送至所述中频模块(12)；同时所述音频模块(11)生成所述电台整机的发射键控信号至所述收发转换开关与天线(14)；

步骤C6：所述中频模块(12)对所述音频基带调制信号进行中频调制，得到中频调制信号并发送至所述射频模块(13)；

步骤C7：所述射频模块(13)对所述中频调制信号进行混频与激励放大处理，得到射频信号；

步骤C8：所述收发转换开关与天线(14)根据所述电台整机的发射键控信号将所述超短波话务电台(1)调节至发射状态，所述收发转换开关与天线(14)将所述射频信号发送至空间无线信道。

13.如权利要求11所述超短波无线数传应用***的传输方法，其特征在于，所述接收信号方式包括：

步骤D1：所述收发转换开关与天线(14)将所述超短波话务电台(1)调节至接收状态，所述收发转换开关与天线(14)接收到来自空间无线信道的超短波信号；

步骤D2：所述中频模块(12)对所述超短波信号进行中频解调处理，得到音频基带调制信号并发送至所述音频模块(11)；

步骤D3：所述音频模块(11)对所述音频基带调制信号进行音频输出，并将所述音频基带调制信号发送至所述增益控制模块(25)；

步骤D4：所述增益控制模块(25)接收所述音频模块(11)的音频基带调制信号，并对所述音频基带调制信号进行信号幅度调整处理，发送至所述接受滤波器模块(26)；

步骤D5：所述接收滤波器模块(26)对所述幅度调整后的音频基带调制信号进行滤波整形处理，发送至所述解调模块(27)；

步骤D6：所述解调模块(27)对所述音频基带调制信号进行解调处理，得到数字信号并发送至所述纠错译码模块(28)；

步骤D7：所述纠错译码模块(28)对所述数字信号进行纠错译码处理，得到数据信息并发送至数据模块(3)；

步骤D8：所述数据模块(3)对所述数据信息进行后续处理。

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