数字化处理的一点多址无线电话系统

摘要

数字化处理的一点多址无线电话系统是一种用于无线通讯的装置，该系统由一个中心台和32个分台所组成，中心台包括无线信道机(1)、信号处理器(2)、控制中心(3)、市话用户线接口(4)、有线分机接口(5)，每个分台包括一个无线信道机(6)和一个无线分台控制机(7)。该系统全部采用数字化处理技术，用软件算法模块代替传统的硬件模块，因此其结构非常简单、成本低、可靠性高、功能强，是取代目前各种传统无线电话系统的最佳产品。

说明书

本发明是一种基于数字信号处理技术的一点多址无线电话系统，属于通信技术的领域。

一点多址的无线电话通信系统由于使用方便，因此发展很快，目前有荷兰菲利普公司生产的MATS-132系统，加拿大生产的SR-100，SR-500系统以及美国生产的Ultra    Phone-100系统，国内也有一些专门研究该类系统的部门。但到目前为止，无论是国内或国外研制的一点多址无线电话系统均采用频分多址（FDMA）体制或时分多址（TDMA）体制，或频分与时分体制共处一体的综合体制，而这些体制的系统是它全靠硬件的功能完成的，因此需要大量的专用集成电路芯片，从而导致这类系统结构复杂、价格昂贵，可靠性较差，安装和维修都比较麻烦，一般的中小企业均无力购买这类系统。虽然这种无线电话使用方便、灵活，但由于以上这些原因，使得一点多址的无线电话系统难于在很大的范围里推广。

本发明的目的就是提供一种结构简单，成本低，可靠性高，完全抛弃传统的一点多址无线电话系统的实现手段，采用数字信号处理技术的数字化处理的一点多址无线电话系统。

本系统由一个中心台和三十二个分台所组成。其中，中心台主要包括无线信道机（1）、信号处理器（2）、控制中心（3）、市话用户接口（4）、有线分机接口（5）。分台有32个，每个分台包括一台双工无线信道机（6）以及一个无线分台控制机（7），在信号处理器（2）及无线分台控制机（7）中均采用了软件模块代替传统的硬件模块，使其系统的灵活性更强。该系统的中心台和无线分台全部采用数字化处理信号。其中，中心台所有信号处理均由单片TMS320c25和单片INTEL8096构成的多功能综合处理控制中心完成，分台的所有信号处理与控制任务由单片INTEL8098同时完成。中心台和分台中数字信令的传输采用低比率50bit/s，在无线信道上传输的数字信令和话音信号均经过了压缩与扩张装置，以提高信噪比。

信号处理器（2）是一个独立的系统，它的运行不依赖于其它微机，它由单片TMS320c25组成的处理器（2-1）、控制逻辑电路（2-2）、等待电路（2-3）、地址缓冲（2-4）、数据缓冲（2-5）、高速程序区（2-6）、低速程序区（2-7）、高速数据区（2-8）、低速数据区（2-9）所组成。TMS320c25工作于40MHz晶振频率输入，系统程序置于EPROM中，系统上电后，自动将系统程序注入高速RAM中，进行无等待实时运算。同样，系统数据预存在EPROM中，并由初始化程序装入高速RAM数据区中。当系统仿问低速区时，需加等待周期，以实现速度匹配。程序区、数据区、I/O口的控制逻辑由单片GAL16V-8可编程门阵列实现，而读（RD）、写（WR）信号是由高速逻辑门实现的，这样解决了时序上的时延问题。

控制中心（3）是一个以单片机Intel8096为中心的控制系统，它主要由单片机（3-1）、地址锁存（3-2）、程序区（3-3）、数据区（3-4）、选通器（3-5）所组成。用控制中心（3）中的单片微机及信号处理（2）中的信号处理器TMS320c25以及两者之间的专用通讯口来构成对整个中心台的信号处理和控制任务，而不是采用庞大的、复杂的硬件模块或逻辑电路，这种综合处理与控制中心高性能地完成a：回路无线信道上信令的MODEM，b：话路交换，c：各种信号音（拔号音、忙音、强拆音、群呼音、告警音以及用于外线到内部自动转接的合成语音），d：系统接续控制，e：各接口控制，f：信道机PTT控制等等。

市话用户线接口（4）与控制中心（3）之间还设有一个多路模数模接口，该接口利用集成电路MC14403完成抗混滤波，A/D转换、A/μ律压缩、串/并转换、A/μ律扩张、D/A转换、输出平滑滤波两个双向过程，并与信号处理器TMS320c25双向匹配通讯。市话用户线接口（4）主要以单片机8098为中心，外加铃流检测电路（4-1）、拨号器（4-2）、拨号显示（4-3）、2/4线转换及平衡（4-4）、增益调整（4-5）、合成语音（4-6），单片机8098取自增益调整（4-5）、铃流检测电路（4-1）及拨号器（4-2）的信号，经过处理，将信号分别送至拨号显示（4-3），合成语音（4-6）及主控板接口的数据线。该接口板的主要特征是用光电耦合器件实现二/四线转换，取代了传统的变压器线圈实现手段，其转换后的一路接增益调整（4-5），另一路接合成语音（4-6）。它除了作为一个普通电话外，还增设了在专业网下的脉冲式二次拨号脉冲检测功能，实现由外线到内线的自动转接，当检测失败时，又自动转入人工转接。该接口的二次拨号检测以及中央控制器的接续过程由单片机8098担任。

有线分机接口（5）以集成电路MC3419为中心，另外，包括对电话机馈电的馈电电路（5-1），被叫摘机检测（5-2）、二/四线转换及平衡（5-3）以及电平转换（5-4）。该接口采用了MC3419专用集成电路，其接口的各端直接与被控制的各部分相连接，实现了对电话馈电、向电话机振铃、二/四线转换及平衡、提供主叫摘机状态及拨号脉冲输出，提供被叫摘机状态。

采用本发明数字化处理的一点多址无线电话系统，其优点在于本电话系统采用了先进的数字化处理技术，用软件算法实现的软件功能模块取代传统的硬件实现手段，使其在性价比、可靠性、灵活性等几个方面得到了大幅度提高，为一点多址无线电话系统适应更广泛的用户创造了条件。本系统的无线信令采用了全数字信令，使系统可编程性强，扩容方便，接续迅速。数字信令的调制与解调全部采用软件模块实现。另外还采用了低比特率（50bit/s）传输数字信令，在小容量移动电话系统中，具有超强的抗干扰能力。

进入中心控制器所有模拟信号均被数字化，这完全不同于传统的方案，数字化后的信号用于信号处理、话路交换等等。在无线信道上传输的数字信令和话音信号均经过了压缩与扩张装置，极大地提高了信噪比，改善了通讯质量。

系统的控制中心除具有自动转接外，还具有人工转接功能，接线员只要通过计算机键盘输入被叫无线电号码，即可方便、准确地实现转接过程，避免了传统的插键、开关的转接引起的误接和损坏。在信道机的控制上，收发双方均采用暂发制，在不工作时，均关闭发信机，这样降低了功耗，延长了使用寿命。而传统的方法中，中心台采用常发制。另外，系统所有的信号音（拨号音、忙音、催挂音、群呼音、强拆音以及二次拨号语音）均由软件算法产生，并经D/A送至各话路。总之，由于本发明采用了数字化处理的技术，以软件模块代替了传统的硬件模块，不但使整个系统的结构简单化了，成本大幅度地降低，而且其操作更简单，性能比传统的系统有明显提高，是取代传统一点多址无线电话系统的最好、最新一代产品。

图1是本发明的总体结构框图。

图2是图1中信号处理器（2）的结构原理图。

图3是图1中控制中心（3）的结构原理图。

图4是市话用户线接口（4）与控制中心（3）之间的多路模数模接口的结构示意图。

图5是市话用户线接口（4）的结构示意图。

图6是市话用户线接口（4）的电路原理图。

图7是有线分机接口（5）的结构示意图。

本发明的实施方案如下：

无线信道机（1）采用现有的配套产品，其型号为KG110。信号处理器（2）中，处理器（2-1）采用单片TMS320c25集成电路。控制逻辑电路（2-2）采用型号为GAL16V-8可编程门阵列实现，等待电路（2-3）采用的集成电路型号为74F163，地址缓冲（2-4）及数据缓冲（2-5）分别采用两片74F245缓冲器集成电路，高速程序区（2-6）、高速数据区（2-8）采用集成电路的型号为CY7C199，低速程序区（2-7）和低速数据区（2-9）采用的型号为27256。在控制中心（3）中，单片机（3-1）为INtel8096，地址锁存（3-2）为74LS373，程序区（3-3）的高八位和低八位均采用“27128”，数据区（3-4）的高八位与低八位均采用“6264”型号的集成电路，选通器（3-5）选用两片74LS138。市话用户线接口（4）中，以单片机8098为中心，铃流检测电路（4-1）采用一个桥式整流加滤波的电路，其信号由光电耦合器送到“8098”的第47脚（即E×TINT/P2.2）;拨号器（4-2）的信号是来自拨号盘，其信号送至“8098”的HSO和HSI口，拨号显示（4-3）由发光二极管组成，位于“8098”的HSO和HSI进口处;二/四线转换及平衡（4-4）通过电阻变换及二个光电耦合器的变换后，将输入的两根线变换成输出的4根线（即两根信号线，两机接地线）增益调整（4-5）由运算放大器LF347D自动进行放大和调整，其信号输出送至“8098”的ACH4/P0.4口;合成语音（4-6）采用集成电路“DAC0B32”。有线分机接口（5）中馈电电路（5-1）采用型号为MJE270和MJE271的晶体管分别组成两个复合管输出电路，其控制端直接与“MC3419”的“EP”和EV端相连接，输出端接电话机。被叫摘机检测（5-2）主要由两个运算放大器所组成，其输入端与MC3419的RSO口相连接，其输出端接HIS1。二/四线转换及平衡（5-3）的输入端是MC3419的IX和BX口，输出至VTX和VRX。电平转换（5-4）主要由运算放大器LF347N组成，其输入端接MC3419的HSO口，输出端接HSIO。

32个分台的形式是一样的，每个分台均由一个型号为“KG106”的无线信道机和一个信号处理控制装置所组成，每个分台直接与中心台和用户联系。根据以上所述，便可组成本发明的数字化处理的一点多址无线电话系统。