一种海洋渔政通信的专用超短波数传系统及方法

摘要

本发明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。本发明降低了系统硬件复杂度、提高了系统稳定性和频谱利用率。

说明书

技术领域

本发明属于无线电通信技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明是这样实现的，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a_n；

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a_n实现GMSK调制的计算过程如下：

GMSK信号的表达式为：

式中

w_c是GMSK的调制频率，T_b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：

$>\begin{array}{c}\phi \left(t\right)=\frac{\pi }{2T_b}\underset{-\infty }{\overset{t}{\int }}\left[\underset{i}{\Sigma }{b}_i{g}_T\left(\tau -{\mathrm{iT}}_b-\frac{T_b}{2}\right)\right]d\tau =\phi \left({\mathrm{nT}}_b\right)+\Delta \phi \left(t\right)\\ {\mathrm{nT}}_b\le t\le (n+1)T_b,b_i=-a_i{b}_{i-1}\end{array}---\left(3-1\right)$>

其中

$>\begin{array}{cc}\begin{array}{c}\phi \left({\mathrm{nT}}_b\right)=\frac{\pi }{2T_b}\underset{-\infty }{\overset{{\mathrm{nT}}_b}{\int }}\left[\underset{i}{\Sigma }{b}_i{g}_T\left(\tau -{\mathrm{iT}}_b-\frac{T_b}{2}\right)\right]d\tau \\ \Delta \phi \left(t\right)=\frac{\pi }{2T_b}\underset{{\mathrm{nT}}_b}{\overset{t}{\int }}\left[\underset{i}{\Sigma }{b}_i{g}_T\left(\tau -{\mathrm{iT}}_b-\frac{T_b}{2}\right)\right]d\tau \end{array}& *MERGEFORMAT\end{array}---\left(3-2\right)$>

当用离散化表示时，可用式(4-1)、(4-2)、(4-3)、(4-4)和(4-5)计算：

$>\begin{array}{c}\phi \left({\mathrm{nT}}_b\right)=\frac{\pi }{2T_b}\left\{b_{n-1}\underset{(n-2)T_b}{\overset{{\mathrm{nT}}_b}{\int }}{g}_T\left(\tau -{\mathrm{nT}}_b+\frac{T_b}{2}\right)d\tau +b_n\underset{(n-1)T_b}{\overset{{\mathrm{nT}}_b}{\int }}{g}_T\left(\tau -{\mathrm{nT}}_b-\frac{T_b}{2}\right)d\tau \right\}\\ +\frac{\pi }{2}\underset{i=-\infty }{\overset{n-1}{\Sigma }}{b}_i\end{array}---\left(4-1\right)$>

令

$>\begin{array}{c}{X}_1=\underset{(n-2)T_b}{\overset{{\mathrm{nT}}_b}{\int }}{g}_T\left(\tau -{\mathrm{nT}}_b+\frac{T_b}{2}\right)d\tau \\ X_2=\underset{(n-1)T_b}{\overset{{\mathrm{nT}}_b}{\int }}{g}_T\left(\tau -{\mathrm{nT}}_b-\frac{T_b}{2}\right)d\tau \end{array}---\left(4-2\right)$>

则

$>\phi \left({\mathrm{nT}}_b\right)=\frac{\pi }{2T_b}\{b_{n-1}{X}_1+b_n{X}_2\}+\frac{\pi }{2}\underset{i=-\infty }{\overset{n-1}{\Sigma }}{b}_i---(4-3)$>

$>g\left(t\right)=\left\{Q\left[\delta \left(t-\frac{T_b}{2}\right)\right]-Q\left[\delta \left(t+\frac{T_b}{2}\right)\right]\right\}---(4-4)$>

$>\begin{array}{c}\Delta \phi \left(t\right)=\frac{\pi }{2T_b}\left(\begin{array}{c}{b}_{n-1}\underset{(n-2)T_b}{\overset{{\mathrm{nT}}_b}{\int }}{g}_T\left(\tau -{\mathrm{nT}}_b+\frac{T_b}{2}\right)d\tau \\ +b_n\underset{(n-1)T_b}{\overset{{\mathrm{nT}}_b}{\int }}{g}_T\left(\tau -{\mathrm{nT}}_b-\frac{T_b}{2}\right)d\tau \\ +b_n\underset{(n-1)T_b}{\overset{{\mathrm{nT}}_b}{\int }}{g}_T\left(\tau -{\mathrm{nT}}_b-\frac{T_b}{2}\right)d\tau \end{array}\right)\\ {\mathrm{nT}}_b\le t\le (n+1)T_b\end{array}---\left(4-5\right)$>

采样速率为T_s，则在计算时，t＝nT_b+mT_s，得

$>\left(\begin{array}{c}\Delta \phi \left(t\right)=\Delta \phi ({\mathrm{nT}}_b+{\mathrm{mT}}_s)={\mathrm{\Delta \phi }}_{nm}---\left(5\right)\\ =\frac{\pi }{2T_b}\{b_{n-1}{Y}_1\left(m\right)+b_n{Y}_2\left(m\right)+b_{n+1}{Y}_3\left(m\right)\}---\left(6\right)\end{array}\right)$>

单片机根据输入的数据a_n，计算出当前比特的相位表的起始地址，在通过复杂可编程逻辑器件告知AD9954输出此相位表，实现GMSK的调制。

本发明的另一目的在于提供一种所述海洋渔政通信的专用超短波数传方法的海洋渔政通信的专用超短波数传系统，所述海洋渔政通信的专用超短波数传系统包括：

调制解调模块，用于将应用信息，以GMSK调制的无线方式与另一个超短波数传系统进行交互；

应用处理模块，用于实现人机交互数据的输入和输出，并通过RS232接口与调制解调模块连接，将人机交互数据，传输给调制解调模块，或者从调制解调模块获取无线传输过来的数据。

进一步，所述调制解调模块包括：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；

所述直接数字式频率合成器用于实现发射的GMSK调制信号以及第一级混频的本振，其频率和相位的控制字，由单片机通过EMIF接口送给复杂可编程逻辑器件，再由复杂可编程逻辑器件通过GPIO和SPI接口送入；所述复杂可编程逻辑器件，通过EMIF、SPI以及GPIO接口与单片机相连，接收单片机传输过来的数据，并转换为直接数字式频率合成器的频率字和相位字，通过GPIO和SPI接口送入直接数字式频率合成器；所述单片机通过RS232接口连接至ARM嵌入式系统，获取需要调制的信息或者将解调后的信息发送给ARM嵌入式系统，所述单片机通过EMIF、SPI以及GPIO接口与复杂可编程逻辑器件相连，并通过GPIO控制收发继电器的切换；直接数字式频率合成器输出的调制信号，通过PCB上的连线送到27.5M-39.5M带通模块，以滤除带外杂散；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，以放大信号功率；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；所述无线信号通过27.5M-39.5M带通及继电器后，经过PCB连线连接至高放，以实现小信号放大；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。

进一步，所述应用处理模块包括：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；

所述外部扩展接口、摄像头、键盘通过USB接口与ARM嵌入式系统连接；ARM嵌入式系统的输出音频，通过PCB连线连接至所述音频功放，以将音频功率放大，并再通过PCB连线连接至所述外放喇叭实现声音的播放；ARM嵌入式系统通过SPI接口连接至所述SD卡和8Mbyte的SPI Flash，实现大容量信息的存储；所述VGA显示器通过VGA接口连接至ARM嵌入式系统；所述电源电压监测、温度传感器和天线开路监测通过PCB连线连接至ARM嵌入式系统的AD采样管脚；所需网卡芯片通过ARM嵌入式系统的网络专用总线连接至ARM处理器；所述网络接口通过PCB上差分线连接至网卡芯片；

所述ARM嵌入式系统，用于负责处理语音、视频、文本信息各类信息的人机交互，以及电源管理和天线开路检测。

本发明的另一目的在于提供一种利用所述海洋渔政通信的专用超短波数传方法的渔政无线电通信系统。

本发明提供的海洋渔政通信的专用超短波数传系统及方法，可以在渔业数字超短波岸站的覆盖范围内(0－50海里)，完成渔政执法过程中，船与陆、船与船、船与艇之间快速率的数据传输，实时的传递执法过程中的图像、照片、文件、表格等数据信息，为渔政船圆满的完成执法任务提供一个快捷、准确的数据信息平台。本发明采用基于DDS+CPLD+MCU的数字调制解调系统，相对已有的27.5MHz-39.5MHz渔用电台，不需要在发射时做曼切斯特编码，提高了一倍的频谱，同时避免了模拟VCO带来的硬件复杂性以及模拟FM式解调带来的系统性能的不稳定性。所提出的系统，占用27.5MHz-39.5MHz渔政专用频段中的500KHz频谱，提供200Kbps的高速信息速率，通过50W的发射功率，提供0-50海里的覆盖范围。

本发明在27.5MHz-29.5MHz频段，实现高达200Kbps的信息速率；采用MCU+CPLD+DDS实现全数字的GMSK调制和解调；无线收发模块和应用处理模块通过RS232接口相连，便于系统小型化和模块化，有利于提高系统稳定性。本发明合法的解决船与陆、船与船、船与艇之间的远距离高速数据通信问题，为实现渔政执法过程中的图像、照片、文件、表格等数据信息的传递，并为渔政船圆满的完成执法任务提供一个快捷、准确的数据信息平台。

附图说明

图1是本发明实施例提供的海洋渔政通信的专用超短波数传系统结构示意图；

图中：1、调制解调模块；2、应用处理模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例的海洋渔政通信的专用超短波数传系统包括：调制解调模块1和应用处理模块2。

调制解调模块1，用于将应用信息，以GMSK调制的无线方式与另一个超短波数传系统进行交互。

应用处理模块2，用于实现人机交互数据的输入和输出，并通过RS232接口与调制解调模块连接，将人机交互数据，传输给调制解调模块，或者从调制解调模块获取无线传输过来的数据。

调制解调模块1进一步包括：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。

所述直接数字式频率合成器用于实现发射的GMSK调制信号以及第一级混频的本振，其频率和相位的控制字，由单片机通过EMIF接口送给复杂可编程逻辑器件，再由复杂可编程逻辑器件通过GPIO和SPI接口送入；所述复杂可编程逻辑器件，通过EMIF、SPI以及GPIO接口与单片机相连，接收单片机传输过来的数据，并转换为直接数字式频率合成器的频率字和相位字，通过GPIO和SPI接口送入直接数字式频率合成器；所述单片机通过RS232接口连接至ARM嵌入式系统，获取需要调制的信息或者将解调后的信息发送给ARM嵌入式系统，所述单片机通过EMIF、SPI以及GPIO接口与复杂可编程逻辑器件相连，并通过GPIO控制收发继电器的切换；直接数字式频率合成器输出的调制信号，通过PCB上的连线送到27.5M-39.5M带通模块，以滤除带外杂散；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，以放大信号功率；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；所述无线信号通过27.5M-39.5M带通及继电器后，经过PCB连线连接至高放，以实现小信号放大；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。

应用处理模块2进一步包括：ARM嵌入式系统、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。

所述外部扩展接口、摄像头、键盘通过USB接口与ARM嵌入式系统连接；ARM嵌入式系统的输出音频，通过PCB连线连接至所述音频功放，以将音频功率放大，并再通过PCB连线连接至所述外放喇叭实现声音的播放；ARM嵌入式系统通过SPI接口连接至所述SD卡和8Mbyte的SPI Flash，实现大容量信息的存储；所述VGA显示器通过VGA接口连接至ARM嵌入式系统；所述电源电压监测、温度传感器和天线开路监测通过PCB连线连接至ARM嵌入式系统的AD采样管脚；所需网卡芯片通过ARM嵌入式系统的网络专用总线连接至ARM处理器；所述网络接口通过PCB上差分线连接至网卡芯片。ARM嵌入式系统，用于负责处理语音、视频、文本信息等各类信息的人机交互，以及电源管理和天线开路检测等任务。

下面结合本发明实施例海洋渔政通信的专用超短波数传系统的信号处理过程对本发明的应用原理作进一步的描述。

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，在该帧头添加同步头和帧尾添加CRC校验数据，形成一个新的帧，并按每字节先低位后高位的顺序得到一个需要调制的比特串，该比特串即为需要进行GMSK调制的数据a_n。由a_n实现GMSK调制的计算过程如下：

GMSK信号的表达式为：

式中

这里，w_c是GMSK的调制频率，T_b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。

利用该方案实现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：

$>\begin{array}{c}\phi \left(t\right)=\frac{\pi }{2T_b}\underset{-\infty }{\overset{t}{\int }}\left[\underset{i}{\Sigma }{b}_i{g}_T\left(\tau -{\mathrm{iT}}_b-\frac{T_b}{2}\right)\right]d\tau =\phi \left({\mathrm{nT}}_b\right)+\Delta \phi \left(t\right)\\ {\mathrm{nT}}_b\le t\le (n+1)T_b,b_i=-a_i{b}_{i-1}\end{array}---\left(3-1\right)$>

其中

$>\begin{array}{cc}\begin{array}{c}\phi \left({\mathrm{nT}}_b\right)=\frac{\pi }{2T_b}\underset{-\infty }{\overset{{\mathrm{nT}}_b}{\int }}\left[\underset{i}{\Sigma }{b}_i{g}_T\left(\tau -{\mathrm{iT}}_b-\frac{T_b}{2}\right)\right]d\tau \\ \Delta \phi \left(t\right)=\frac{\pi }{2T_b}\underset{{\mathrm{nT}}_b}{\overset{t}{\int }}\left[\underset{i}{\Sigma }{b}_i{g}_T\left(\tau -{\mathrm{iT}}_b-\frac{T_b}{2}\right)\right]d\tau \end{array}& *MERGEFORMAT\end{array}---\left(3-2\right)$>

当用离散化表示时，可用式(4-1)、(4-2)、(4-3)、(4-4)和(4-5)计算：

$>\begin{array}{c}\phi \left({\mathrm{nT}}_b\right)=\frac{\pi }{2T_b}\left\{b_{n-1}\underset{(n-2)T_b}{\overset{{\mathrm{nT}}_b}{\int }}{g}_T\left(\tau -{\mathrm{nT}}_b+\frac{T_b}{2}\right)d\tau +b_n\underset{(n-1)T_b}{\overset{{\mathrm{nT}}_b}{\int }}{g}_T\left(\tau -{\mathrm{nT}}_b+\frac{T_b}{2}\right)d\tau \right\}\\ +\frac{\pi }{2}\underset{i=-\infty }{\overset{n-1}{\Sigma }}{b}_i\end{array}---\left(4-1\right)$>

令

$>\begin{array}{c}{X}_1=\underset{(n-2)T_b}{\overset{{\mathrm{nT}}_b}{\int }}{g}_T\left(\tau -{\mathrm{nT}}_b+\frac{T_b}{2}\right)d\tau \\ X_2=\underset{(n-1)T_b}{\overset{{\mathrm{nT}}_b}{\int }}{g}_T\left(\tau -{\mathrm{nT}}_b-\frac{T_b}{2}\right)d\tau \end{array}---\left(4-2\right)$>

则

$>\phi \left({\mathrm{nT}}_b\right)=\frac{\pi }{2T_b}\{b_{n-1}{X}_1+b_n{X}_2\}+\frac{\pi }{2}\underset{i=-\infty }{\overset{n-1}{\Sigma }}{b}_i---(4-3)$>

$>g\left(t\right)=\left\{Q\left[\delta \left(t-\frac{T_b}{2}\right)\right]-Q\left[\delta \left(t+\frac{T_b}{2}\right)\right]\right\}---(4-4)$>

$>\begin{array}{c}\Delta \phi \left(t\right)=\frac{\pi }{2T_b}\left(\begin{array}{c}{b}_{n-1}\underset{(n-2)T_b}{\overset{{\mathrm{nT}}_b}{\int }}{g}_T\left(\tau -{\mathrm{nT}}_b+\frac{T_b}{2}\right)d\tau \\ +b_n\underset{(n-1)T_b}{\overset{{\mathrm{nT}}_b}{\int }}{g}_T\left(\tau -{\mathrm{nT}}_b-\frac{T_b}{2}\right)d\tau \\ +b_n\underset{(n-1)T_b}{\overset{{\mathrm{nT}}_b}{\int }}{g}_T\left(\tau -{\mathrm{nT}}_b-\frac{T_b}{2}\right)d\tau \end{array}\right)\\ {\mathrm{nT}}_b\le t\le (n+1)T_b\end{array}---\left(4-5\right)$>

设复杂可编程逻辑器件的采样速率为T_s，则在计算时，t＝nT_b+mT_s，可得

$>\left(\begin{array}{c}\Delta \phi \left(t\right)=\Delta \phi ({\mathrm{nT}}_b+{\mathrm{mT}}_s)={\mathrm{\Delta \phi }}_{nm}---\left(5\right)\\ =\frac{\pi }{2T_b}\{b_{n-1}{Y}_1\left(m\right)+b_n{Y}_2\left(m\right)+b_{n+1}{Y}_3\left(m\right)\}---\left(6\right)\end{array}\right)$>

由以上分析可知，根据不同的输入数据a_n，共有8种不同的相位表，每种相位表表示当前调制1比特GMSK信号的载波相位的变化过程。实际使用时，可以将则8种相位表计算出来，按顺序存入直接数字频率合成器AD9954芯片的内部RAM中。单片机根据输入的数据a_n，计算出当前比特的相位表的起始地址，在通过复杂可编程逻辑器件告知AD9954输出此相位表，即可实现GMSK的调制。

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，以滤除带外杂散；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，以放大信号功率；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，以实现小信号放大；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、视频信息等，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。

本发明系统高频功放的功率最大可达50W，可覆盖0-50海里的范围；可用MFSK、QPSK、MSK、FM等调制方式，代替本系统的GMSK调制；可利用现场可编程门阵列(FPGA)代替本系统的CPLD；可利用数字信号处理(DSP)或ARM代替本系统的单片机(MCU)。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。