CN103684573A - 便携式无线同频中继系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式无线同频中继系统，包括：箱体，所述箱体内壁面设有多个用于架设微型UPS、中继设备主机、音视频解码器以及监视器的导轨插架；所述微型UPS与中继设备主机、音视频解码器以及监视器连接，用于提供220V交流电源；所述中继设备主机，将接收到的信号进行滤波放大、下变频、解调以及解码后进行转发，以将信号通过中继发射天线发送出去和/或输出TS流至音视频解码器；所述音视频解码器与所述中继设备主机连接，用于将中继设备主机发送的TS流信号转换为AV信号，并将AV信号输出至监视器；所述监视器与所述音视频解码器连接，用于接收音视频解码器输出的AV信号，并将该AV信号进行显示输出。

Description

便携式无线同频中继系统

技术领域

本发明涉及无线图像传输领域，尤其涉及一种便携式无线同频中继系统。

背景技术

无线应急通信与社会、技术的发展息息相关，其内涵随着通信行业和技术的发展而不断变化。应急通信能够为各类紧急情况提供及时有效的通信保障，是综合应急保障体系的重要组成部分，更是抢险救灾的生命线。如何提高无线应急通信的有效传输距离是必须要解决的一个根本问题，而信号的中继是最重要的一个手段。

现有的无线同频组网系统大多采用异频中继的方式，这种方式要占用两个频段，而且两个频段必须间隔一定的安全距离，否则会产生严重的信号干扰问题，当有多个设备需要中继时，就需要占用很多频段，在频谱资源非常紧张的今天，这是个严重的问题。同时，由于应急通信具有时间和地点不确定性、通信需求不可预测性、业务紧急性、网络构建快速性和过程短暂性等特点，要求中继设备具有便携轻便、功能全面、应用灵活、响应快速等特点，但现有中继设备体积巨大且需机架式安装，均无法满足以上要求，使得信号中继站的应用受到了很大的限制。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种便携式无线同频中继系统，其将多个设备集成为一体、便于携带、可以同频传输图像数据。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种便携式无线同频中继系统，包括：箱体，所述箱体内壁面设有多个用于架设微型UPS、中继设备主机、音视频解码器以及监视器的导轨插架；所述微型UPS与中继设备主机、音视频解码器以及监视器连接，用于提供220V交流电源；所述中继设备主机，将接收到的信号进行滤波放大、下变频、解调以及解码后进行转发，以将信号通过中继发射天线发送出去和/或输出TS流至音视频解码器；所述音视频解码器与所述中继设备主机连接，用于将中继设备主机发送的TS流信号转换为AV信号，并将AV信号输出至监视器；所述监视器与所述音视频解码器连接，用于接收音视频解码器输出的AV信号，并将该AV信号进行显示输出。

其中，所述中继设备主机包括：收/发天线，用于接收和发送射频信号；射频开关，与收/发天线连接，用于对收/发天线进行切换；模拟滤波放大器，与射频开关连接，用于对接收到的信号进行滤波和放大；下变频器，与模拟滤波放大器连接，用于将接收到的信号从高频变频到低频；第一SRRC滤波器，与下变频器连接，用于对低频信号进行数字滤波；同步功能模块，与第一SRRC滤波器连接，用于将经过第一SRRC滤波器滤波的信号的时钟调整到与本地时钟相同的同一频率；信道估计和均衡单元，与所述同步功能模块连接，用于利用导频计算导频位置上的信道响应，然后再用频域内插和时域内插的方法计算各个子载波的信道响应，从而完成整系统的均衡，弥补多径衰落和多普勒频移的影响，以对同步的功能信号进行均衡和优化处理；TDD-OFDM解调模块，与所述信道估计和均衡单元连接，用于对经过信道估计和均衡单元均衡和优化处理的信号进行解调；解映射模块：与所述TDD-OFDM解调模块连接，用于使频域信号变成二进制时域数字信号，以进行数据解调；解交织模块，与所述解映射模块连接，用于对经过解映射模块解调后的数字信号的结构进行恢复；LDPC解码模块，与所述解交织模块连接，用于对已编码的信息进行解LDPC解码，用于对经过解交织模块恢复后的数字信号进行还原，以将数字信号还原为原始音视频信息；解扰模块，与所述LDPC解码模块连接，用于对经过LDPC解码模块还原后的音视频信息进行解密还原，以对原始音视频信息进行解密；数据处理模块，与所述解扰模块连接，用于对解密还原出来的原始音视频信息进行复制和TS流转换；加扰模块，与所述数据处理模块连接，用于对数据处理模块发送的原始音视频信息进行有规律的随机化处理，以对原始音视频信息进行加密；LDPC编码模块，与加扰模块连接，用于对经过加扰模块加密后的原始音视频信息进行LDPC编码；交织模块，与所述LDPC编码模块连接，用于在保持经过LDPC编码后的信息的内容不变的同时，打乱信息的结构，以使得信道传输过程中所突发产生集中的错误最大限度的分散化；映射模块，与交织模块连接，用于对经过交织模块打乱后的二进制数进行星座映射，使二进制时域数字信号变成频域信号；TDD-OFDM调制模块，与所述映射模块连接，用于对信息进行处理并加载到载波上，使信息变为适合于信道传输的信号；第二SRRC滤波器，与所述TDD-OFDM调制模块连接，用于对低频信号进行数字滤波；射频调制器，与所述第二SRRC滤波器连接，用于将低频信号调制成高频信号；功率放大器，用于对高频信号进行功率放大；所述射频开关，还与功率放大器连接，用于控制收/发天线的切换。

其中，所述音视频解码器为H.264、MPEG2和/或MPEG4音视频解码器。

其中，所述监视器为折叠式监视器，所述监视器为LED或者LCD液晶显示器。

其中，所述箱体上固设有提手装置以便于携带所述同频中继系统。

其中，所述箱体上安装有便于移动所述同频中继系统的万向轮。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的便携式无线同频中继系统，将微型UPS、中继设备主机、音视频解码器、监视器通过导轨插架集成于箱体中，使得中继系统便于携带；由于中继系统通过将接收到的射频信号进行同步及处理，因此使得发射的信号与接收的信号处于同一频率，避免了传统的导频中继系统中产生的严重信号干扰问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；

图1是本发明便携式无线同频中继系统一实施例的主视图；

图2是本发明便携式无线同频中继系统一实施例的后视图；

图3是本发明便携式无线同频中继系统一实施例的结构示意图；

图4是本发明便携式无线同频中继系统一实施例中中继设备主机的方框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在对实施例进行描述之前，需要对一些必要的术语进行解释。例如：

若本文中出现使用“第一”、“第二”等术语来描述各种元件，但是这些元件不应当由这些术语所限制。这些术语仅用来区分一个元件和另一个元件。因此，下文所讨论的“第一”元件也可以被称为“第二”元件而不偏离本发明的教导。应当理解的是，若提及一元件“连接”或者“联接”到另一元件时，其可以直接地连接或直接地联接到另一元件或者也可以存在中间元件。相反地，当提及一元件“直接地连接”或“直接地联接”到另一元件时，则不存在中间元件。

在本文中出现的各种术语仅仅用于描述具体的实施方式的目的而无意作为对本发明的限定，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式意图也包括复数形式。

当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包括有”时，这些术语指明了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是也不排除一个以上其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在和/或附加。

关于实施方式：

请参见图1及图2，图1及图2是本发明便携式无线同频中继系统一实施例的主视图和后视图。本实施例的便携式无线同频中继系统包括：箱体101，所述箱体101内壁面设有多个用于架设微型UPS 102（Uninterruptible PowerSystem/Uninterruptible Power Supply，不间断电源）、中继设备主机103、音视频解码器104以及监视器105的导轨插架（图未示）；所述微型UPS 102与中继设备主机103、音视频解码器104以及监视器105连接，用于提供220V交流电源；所述中继设备主机103，将接收到的信号进行滤波放大、下变频、解调以及解码后进行转发，以将信号通过中继发射天线发送出去和/或输出TS流至音视频解码器104；所述音视频解码器104与所述中继设备主机103连接，用于将中继设备主机103发送的TS流信号转换为AV信号，并将AV信号输出至监视器105；所述监视器105与所述音视频解码器104连接，用于接收音视频解码器104输出的AV信号，并将该AV信号进行显示输出。其中：

所述箱体101采用定制的派力肯专业设备防护箱，箱体101采用高分子聚乙烯(PE)，具有耐磨性、耐高低温、高压，防摔高强度性的优良品质，在超高分子聚乙烯原料基础上，经混合—压延—烧结—冷却—高压定形—脱模—成形，从而具备了抗冲击强度高、摩擦系数低、自润滑性能优良等品质。

请参见图3，所述箱体101两侧各设置有2个可折叠的高强度万向轮1011，需要时拉出可使箱体101自由移动，不使用时将万向轮1011折叠到箱体101上；箱体101正面两侧有卡扣1012，可以牢牢固定住插入的设备；箱体101两侧有方便搬抬的提手1013，所述提手1013通过螺钉固定于所述箱体101两侧。

箱体101内机架采用装有导轨的插架式结构（图未示），即在箱体101内壁面设有多个“L”型的导轨式插架。所述微型UPS 102、中继设备主机103、音视频解码器104以及监视器105均插设于该导轨式插架上，以通过该导轨式插架固定于箱体101上。本系统集成度高，容积率大，而且便于安装和拆卸，也可以方便的进行维护，同时当设备发生故障时，装有导轨的插架式结构便于故障的精准定位和备用设备的快速更换，这样使得设备的维修更快捷更高效，节省了宝贵的时间，保证了设备的高出勤率。

由于将中继设备主机103、音视频解码器104和监视器105等等设备均插架在箱体101内，该紧凑的插架式结构不但大大节约了设备体积，而且加上防水、防尘、防腐蚀、恒温控制、屏蔽隔离等多种先进的防护设计，更能够有效提高设备的可靠性，使得无线同频中继系统可以适应各种恶劣环境并能保证持续正常工作，为无线应急通信保障提供强有力支撑。无线同频中继系统插架式结构各槽位兼容多种设备，包括单向和双向的无线图传中继设备（1U或2U）、标清和高清的音视频解码器104（H.264\MPEG2\MPEG4）、各种型号的KVM设备等，这样就可以根据不同的业务需求，安装不同的功能设备或者它们之间的组合，以实现各种业务的同时接入，满足客户的多样性需求。另外，良好的兼容性可以为客户提供更多的选择和更好的解决办法。该系统由业务人员、维护工程师或测试工程师随车携带，在发生突发状况需要中继接力时，可以随时、迅速地移动到事件现场，作为现场应急通信的可靠中继接力点，为现场音视频数据的上传提供高稳定性、高带宽、高速率的无线信道。

请参见图3，图3是本发明便携式无线同频中继系统一实施例中中继设备主机103的方框图。所述中继设备主机103包括：

收/发天线1031，用于接收和发送射频信号；

射频开关1032，与收/发天线1031连接，用于对收/发天线1031进行切换；

模拟滤波放大器1033，与射频开关1032连接，用于对接收到的信号进行滤波和放大；

下变频器1034，与模拟滤波放大器1033连接，用于将接收到的信号从高频变频到低频；所述高频在300MHz～800MHz，低频是指零频；

第一SRRC（Square Root Raised Cosine，平方根升余弦）滤波器1035，与下变频器1034连接，用于对低频信号进行数字滤波；

同步功能模块1036，与第一SRRC滤波器1035连接，用于将经过第一SRRC滤波器滤波的信号的时钟调整到与本地时钟相同的同一频率；

信道估计和均衡单元1037，与所述同步功能模块1036连接，用于利用导频计算导频位置上的信道响应，然后再用频域内插和时域内插的方法计算各个子载波的信道响应，从而完成整系统的均衡，弥补多径衰落和多普勒频移的影响，以对同步的功能信号进行均衡和优化处理；

TDD-OFDM（Time Division Duplexing-Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，时分双工的正交频分复用）解调模块1038，与所述信道估计和均衡单元1037连接，用于对经过信道估计和均衡单元1037均衡和优化处理的信号进行解调；

解映射模块1039：与所述TDD-OFDM解调模块1038连接，用于使频域信号变成二进制时域数字信号，以进行数据解调；

解交织模块1040，与所述解映射模块1039连接，用于对经过解映射模块1039解调后的数字信号的结构进行恢复；

LDPC（Low-density Parity-check，低密度奇偶校验）解码模块1041，与所述解交织模块1040连接，用于对已编码的信息进行解LDPC解码，用于对经过解交织模块1040恢复后的数字信号进行还原，以将数字信号还原为原始音视频信息；

解扰模块1042，与所述LDPC解码模块1041连接，用于对经过LDPC解码模块1041还原后的音视频信息进行解密还原，以对原始音视频信息进行解密；

数据处理模块1043，与所述解扰模块1042连接，用于对解密还原出来的原始音视频信息进行复制和TS流转换；

加扰模块1044，与所述数据处理模块1043连接，用于对数据处理模块1043发送的原始音视频信息进行有规律的随机化处理，以对原始音视频信息进行加密；

LDPC编码模块1045，与加扰模块1044连接，用于对经过加扰模块1044加密后的原始音视频信息进行LDPC编码；

交织模块1046，与所述LDPC编码模块1045连接，用于在保持经过LDPC编码后的信息的内容不变的同时，打乱信息的结构，以使得信道传输过程中所突发产生集中的错误最大限度的分散化；

映射模块1047，与交织模块1046连接，用于对经过交织模块1046打乱后的二进制数进行星座映射，使二进制时域数字信号变成频域信号；

TDD-OFDM调制模块1048，与所述映射模块1047连接，用于对信息进行处理并加载到载波上，使信息变为适合于信道传输的信号；

第二SRRC滤波器1049，与所述TDD-OFDM调制模块1048连接，用于对低频信号进行数字滤波；

射频调制器1050，与所述第二SRRC滤波器1049连接，用于将低频信号调制成高频信号；

功率放大器1051，与所述射频调制器1050连接，用于对高频信号进行功率放大；

所述射频开关1032，还与功率放大器1051连接，用于控制收/发天线1031的切换。

本中继设备主机103工作时，主机内的接收链路接收到信号后进行滤波放大、下变频、解调，解码后的码流进入数据控制器，由数据控制器进行数据转发，将数据转发到发射链路进行调制、放大后发射出去。数据控制器也可以将数据转发至TS流转换器中，由TS流转换器转换后输出TS流信号，供本地音视频解码器104解码查看。功放采用TDD全双工模式，通过控制射频开关1032，切换功放的接收和发射，使得收发在同一频带下互不干扰，有效利用了频谱资源，实现了收发同频、同频中继的功能。

所述音视频解码器104采用嵌入式工业解码器，支持MPEG2/H.264/MPEG4解码，可选配标清或高清解码器。所述音视频解码器104与所述中继设备主机103连接，用于接收中继设备主机103发送的TS流，并将该TS流直接转为AV信号，将该AV信号输出至监视器105。

本实施例中，所述监视器105采用工业级折叠式监视器105，把音视频解码器104输出的音视频信号接入即可直接显示图像并发出声音。所述监视器105通过“L”型导轨插架插设于箱体101内。所述监视器105可以是LCD液晶监视器或者LED液晶监视器。

所述微型UPS 102采用工业级大容量微型化交流UPS，交流220V供电，供电的同时对内部蓄电池进行浮充，当交流断电后，UPS内部蓄电池经逆变后输出交流220V为其他设备供电。充满电的UPS单元可保证设备正常工作4小时以上。所述微型UPS 102用于为中继设备主机103、音视频解码器104、监视器105提供电源。

本发明实施方式，将微型UPS、中继设备主机、音视频解码器、监视器通过导轨插架集成于箱体中，使得中继系统便于携带；由于中继系统通过将接收到的射频信号进行同步及处理，因此使得发射的信号与接收的信号处于同一频率，避免了传统的导频中继系统中产生的严重信号干扰问题。

以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种便携式无线同频中继系统，其特征在于，包括：

箱体，所述箱体内壁面设有多个用于架设微型UPS、中继设备主机、音视频解码器以及监视器的导轨插架；

所述微型UPS与中继设备主机、音视频解码器以及监视器连接，用于提供220V交流电源；

所述中继设备主机，将接收到的信号进行滤波放大、下变频、解调以及解码后进行转发，以将信号通过中继发射天线发送出去和/或输出TS流至音视频解码器；

所述音视频解码器与所述中继设备主机连接，用于将中继设备主机发送的TS流信号转换为AV信号，并将AV信号输出至监视器；

所述监视器与所述音视频解码器连接，用于接收音视频解码器输出的AV信号，并将该AV信号进行显示输出。

2.如权利要求1所述的便携式无线同频中继系统，其特征在于，所述中继设备主机包括：

收/发天线，用于接收和发送射频信号；

射频开关，与收/发天线连接，用于对收/发天线进行切换；

模拟滤波放大器，与射频开关连接，用于对接收到的信号进行滤波和放大；

下变频器，与模拟滤波放大器连接，用于将接收到的信号从高频变频到低频；

第一SRRC滤波器，与下变频器连接，用于对低频信号进行数字滤波；

同步功能模块，与第一SRRC滤波器连接，用于将经过滤波器滤波的信号的时钟调整到与本地时钟相同的同一频率；

信道估计和均衡单元，与所述同步功能模块连接，用于利用导频计算导频位置上的信道响应，然后再用频域内插和时域内插的方法计算各个子载波的信道响应，从而完成整系统的均衡，弥补多径衰落和多普勒频移的影响，以对同步的功能信号进行均衡和优化处理；

TDD-OFDM解调模块，与所述信道估计和均衡单元连接，用于对经过信道估计和均衡单元均衡和优化处理的信号进行解调；

解映射模块：与所述TDD-OFDM解调模块连接，用于使频域信号变成二进制时域数字信号，以进行数据解调；

解交织模块，与所述解映射模块连接，用于对经过解映射模块解调后的数字信号的结构进行恢复；

LDPC解码模块，与所述解交织模块连接，用于对已编码的信息进行解LDPC解码，用于对经过解交织模块恢复后的数字信号进行还原，以将数字信号还原为原始音视频信息；

解扰模块，与所述LDPC解码模块连接，用于对经过LDPC解码模块还原后的音视频信息进行解密还原，以对原始音视频信息进行解密；

数据处理模块，与所述解扰模块连接，用于对解密还原出来的原始音视频信息进行复制和TS流转换；

加扰模块，与所述数据处理模块连接，用于对数据处理模块发送的原始音视频信息进行有规律的随机化处理，以对原始音视频信息进行加密；

LDPC编码模块，与加扰模块连接，用于对经过加扰模块加密后的原始音视频信息进行LDPC编码；

交织模块，与所述LDPC编码模块连接，用于在保持经过LDPC编码后的信息的内容不变的同时，打乱信息的结构，以使得信道传输过程中所突发产生集中的错误最大限度的分散化；

映射模块，与交织模块连接，用于对经过交织模块打乱后的二进制数进行星座映射，使二进制时域数字信号变成频域信号；

TDD-OFDM调制模块，与所述映射模块连接，用于对信息进行处理并加载到载波上，使信息变为适合于信道传输的信号；

第二SRRC滤波器，与所述TDD-OFDM调制模块连接，用于对低频信号进行数字滤波；

射频调制器，与所述第二SRRC滤波器连接，用于将低频信号调制成高频信号；

功率放大器，用于对高频信号进行功率放大；

所述射频开关，还与功率放大器连接，用于控制收/发天线的切换。

3.如权利要求2所述的便携式无线同频中继系统，其特征在于：所述音视频解码器为H.264、MPEG2和/或MPEG4音视频解码器。

4.如权利要求3所述的便携式无线同频中继系统，其特征在于：所述监视器为折叠式监视器，所述监视器为LED或者LCD液晶显示器。

5.如权利要求3所述的便携式无线同频中继系统，其特征在于：所述箱体上固设有提手装置以便于携带所述同频中继系统。

6.如权利要求4所述的便携式无线同频中继系统，其特征在于：所述箱体上安装有便于移动所述同频中继系统的万向轮。

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