專利名稱：用于通訊系統(tǒng)的全球定位系統(tǒng)麥克風(fēng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
用于通訊系統(tǒng)的全球定位系統(tǒng)麥克風(fēng)
本實用新型屬于申請?zhí)?00320129990.6 、申請日2003年12月25日、 發(fā)明創(chuàng)造名稱"用于通訊系統(tǒng)的全球定位系統(tǒng)麥克風(fēng)"的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域：
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本實用新型有關(guān)于一種通訊系統(tǒng)，尤其有關(guān)于一種用于一種通訊系統(tǒng)的全 球定位系統(tǒng)(GPS)麥克風(fēng)，其中該,球定位系統(tǒng)(Global Positioning System,簡稱GPS)即GPS麥克風(fēng)能以音頻信號的方式向一個控制中心發(fā)送定位 數(shù)據(jù)，從而使得該種GPS麥克風(fēng)能夠既支持通訊服務(wù)又支持位置確定服務(wù)。
背景技術(shù)：
手機(jī)、衛(wèi)星電話、個人數(shù)字助理(PDA)、掌上計算機(jī)(Pocket PC)等通 訊工具被認(rèn)為是一種公共通訊工具，其中一個用戶可以通過一個公共網(wǎng)絡(luò)以及 通訊工具和另一個用戶實現(xiàn)無線通訊。 一個傳統(tǒng)的通訊工具通常包括一個麥克 風(fēng)揚聲器以及一個與該麥克風(fēng)揚聲器相連接的調(diào)制解調(diào)器。當(dāng)該麥克風(fēng)揚聲器 接收到一個音頻信號的時候，該音頻信號被調(diào)制解調(diào)器調(diào)制成一種數(shù)字信號并 以無線的方式被發(fā)送出去。
一般來講，雙向無線電系統(tǒng)被認(rèn)為是一種最為常見的低端通訊工具，其包 括有一個遠(yuǎn)程用戶，該遠(yuǎn)程用戶在一個基地臺范圍內(nèi)通過一個預(yù)設(shè)的傳輸頻道 對另一個用戶發(fā)送并接收音頻傳輸。這種傳輸為半雙工式，其中一個用戶按下 與音頻相關(guān)聯(lián)的"通話"鍵(Push-To-Talk, PTT)就可以發(fā)送消息，否則當(dāng) 通話鍵沒有被按下的時候該無線電系統(tǒng)就處于一種接收狀態(tài)，可以收聽消息。 在很多情形下，用戶主要是使用無線電設(shè)備上配備的一種可攜帶的掌上型麥克 風(fēng)單元再通過無線電設(shè)備來發(fā)送和接收聲音傳輸。該種麥克風(fēng)也帶有自己的通 話鍵，可以控制無線電設(shè)備的發(fā)射/接收狀態(tài)。
在上面描述的情形中，無線電設(shè)備和掌上型麥克風(fēng)之間的接口在典型情況
下包括一個從麥克風(fēng)單元到無線電單元的PTT信號， 一個從麥克風(fēng)單元到無線 電單元的麥克風(fēng)音頻信號， 一個從無線電單元到麥克風(fēng)單元的揚聲器信號，一 個從麥克風(fēng)單元至無線電單元的地回路，以及一個從無線電單元至麥克風(fēng)單元 的直流漂移電壓。
當(dāng)按下通話鍵的時候，從麥克風(fēng)單元處過來的麥克風(fēng)音頻信號作為基帶信 號被送至無線電單元，由無線電單元進(jìn)行信號調(diào)理，調(diào)制，以及射頻信號發(fā) 射，從而完成傳輸步驟。當(dāng)通話鍵沒有被按下的時候，無線電單元對射頻信號 的傳輸進(jìn)行接收、解調(diào)以及調(diào)理，并向麥克風(fēng)發(fā)送基帶信號作為揚聲器音頻信
號。 —
現(xiàn)在，傳統(tǒng)的通訊工具上可以配備全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System,簡稱GPS),以便對使用者的位置進(jìn)行跟蹤。普通的GPS —般包括一 個內(nèi)置的GPS接收器，該接收器裝備有一個調(diào)制解調(diào)器，用來從該通訊工具上 以無線的方式發(fā)送出一個定位數(shù)據(jù)。為了接收這種GPS定位數(shù)據(jù)，通訊工具一 定要使用一個處理器單元，在處理器單元接收到定位數(shù)據(jù)以后，定位數(shù)據(jù)就能 夠被解碼成一種可讀的數(shù)據(jù)，以便使用者能夠確定出發(fā)送者的位置。
不過，這種配備了 GPS的通訊設(shè)備有幾個缺點。首先，這種通訊設(shè)備必須 配備有能夠以無線方式既傳輸音頻信號又傳輸定位數(shù)據(jù)的調(diào)制解調(diào)器，從而將 大大增加生產(chǎn)成本。另外，由于調(diào)制解調(diào)器的數(shù)據(jù)傳輸速度不一致，音頻信號 和定位數(shù)據(jù)一起傳送的時候總是出現(xiàn)延遲。
另一方面，盡管向基地臺提供遠(yuǎn)程用戶的位置以便能夠?qū)h(yuǎn)程用戶進(jìn)行跟 蹤，尤其是通過使用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)進(jìn)行跟蹤，是一項非常有需求 的服務(wù)項目，現(xiàn)有的低端無線電系統(tǒng)還不能夠提供該種位置確定服務(wù)。所以目 前，還必須獨立的安裝GPS以便提供定位數(shù)據(jù)。
舉例來說，警官或者安全員在巡邏的時候一般必須佩帶一個射頻通訊設(shè)備 以便與控制中心保持聯(lián)系。出于安全以及人力分配方面的考慮，其位置最好是 能夠由控制中心進(jìn)行跟蹤，以便在緊急情況下控制中心能夠為其提供幫助。然 而，為了能夠向控制中心送出定位信號，警官或者安全員必須攜帶一個另外的 GPS設(shè)備。換言之，這個額外的設(shè)備就增加了警官或者安全員在巡邏時候的負(fù)
^H—何。

發(fā)明內(nèi)容-
本實用新型的主要目的在于提供一種用于通訊系統(tǒng)的GPS麥克風(fēng)，其中 該GPS麥克風(fēng)能夠以音頻信號的方式向控制中心送出定位數(shù)據(jù)，以便該種GPS 麥克風(fēng)既能夠提供通訊服務(wù)又能夠提供位置確定服務(wù)。
本實用新型的另一目的在于提供一種用于通訊系統(tǒng)的GPS麥克風(fēng)，其中 定位數(shù)據(jù)通過射頻傳送，從而以無線傳輸?shù)姆绞綖樵撏ㄓ嵪到y(tǒng)提供了-一個實時 的定位位置。
本實用新型的再一目的在于提供一種用于通訊系統(tǒng)的GPS麥克風(fēng)，其 中，可以在不改變傳統(tǒng)麥克風(fēng)和傳統(tǒng)通訊系統(tǒng)原有射頻傳輸系統(tǒng)的基礎(chǔ)上將傳 統(tǒng)麥克風(fēng)進(jìn)行升級至GPS麥克風(fēng)，從而減小生產(chǎn)制造此種帶有GPS麥克風(fēng)的通 訊系統(tǒng)的成本。換言之，本實用新型在既不改變無線電系統(tǒng)本身也不改變無線 電通訊基礎(chǔ)設(shè)施的情況下，能夠升級既有低端雙向無線電系統(tǒng)，使其能夠支持 用戶位置數(shù)據(jù)的獲取和提供。被改進(jìn)的是價格不高的攜帶式麥克風(fēng)單元。典型 的麥克風(fēng)外殼就具有足夠的空間以容納該種升級產(chǎn)品的加入。
本實用新型的另一目的在于提供一種用于通訊系統(tǒng)的GPS麥克風(fēng)，其可 以為通過射頻從GPS麥克風(fēng)到通訊系統(tǒng)傳輸定位數(shù)據(jù)提供一種經(jīng)濟(jì)高效的解決 方案。
本實用新型的另一目的在于，在麥克風(fēng)的外殼內(nèi)將無線電設(shè)備至麥克風(fēng) 的接口信號基本分開，并在此將本實用新型加入；本實用新型包括有四個基本
組件GPS天線和接收器單元， 一個控制器單元， 一個數(shù)據(jù)包調(diào)制解調(diào)器，以
及一個基帶處理單元?；旧?，數(shù)據(jù)包調(diào)制解調(diào)器數(shù)據(jù)與塞帶信號混合在一 起，以便使得數(shù)據(jù)消息和控制消息可以使用在遠(yuǎn)程用戶和基地臺之間開放的現(xiàn) 有的無線電聲音頻道進(jìn)行傳輸。通過上述系統(tǒng)構(gòu)建，提供一種方法來控制用戶
GPS信息的采集、傳輸、以及處理，也是本實用新型的目的之-。
本實用新型的新穎性在于其如何與其它無線電設(shè)備進(jìn)行整合，還包括如 何實施一種方法，以便通過上述系統(tǒng)能夠提供上述位置報告功能。GPS天線和 接收器單元從外部GPS衛(wèi)星處獲得GPS位置信息并將該信息提供給控制器單 元，控制器單元系作為本實用新型的"大腦"?？刂破魍瑫r監(jiān)視用戶PTT信 號，并將經(jīng)過處理的PTT信號發(fā)送給無線電設(shè)備?？刂破鬟€具有一個母機(jī)接 口，其在本實用新型用于基地臺的時候可以使用。在用于基地臺的情況下，母
機(jī)對遠(yuǎn)程單元給出輪詢請求或者給出配置變化消息。控制器還與一個半雙工的
數(shù)據(jù)包調(diào)制解調(diào)器相連接，向其發(fā)送需要傳送的一個數(shù)字GPS數(shù)據(jù)消息(當(dāng)控 制器被遠(yuǎn)程用戶使用的時候)或者一個控制消息(當(dāng)控制器被基地臺使用的時 候)。反過來，調(diào)制解調(diào)器根據(jù)收到的或f GPS數(shù)據(jù)消息(當(dāng)控制器被基地臺 使用的時候)或者控制消息(當(dāng)控制器被遠(yuǎn)程用戶使用的時候)作出反應(yīng)而產(chǎn) 生的數(shù)字式數(shù)據(jù)，控制器也能夠閱讀。數(shù)據(jù)包調(diào)制解調(diào)器還與基帶處理器相連 接?；鶐幚砥骰旧咸幚韨飨驘o線電設(shè)備和從無線電設(shè)備傳出的麥克風(fēng)音頻 信號和揚聲器音頻信號，并對數(shù)據(jù)包調(diào)制解調(diào)器信號進(jìn)行混合和提取。
本實用新型方法的前提是，遠(yuǎn)程單元能夠通過GPS自主獲取并保持位置 信息，并在上次報告時間標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上在聲音傳輸中有條件的包括進(jìn)該位置信 息?；嘏_僅在想要輪詢遠(yuǎn)程單元的時候才向遠(yuǎn)程單元發(fā)送一個控制消息，暗 示遠(yuǎn)程單元應(yīng)通過當(dāng)前聲音頻道盡快發(fā)送一個位置消息，如有需要就在沒有聲 音傳輸?shù)那闆r下單獨傳送該位置消息。另一種情況是當(dāng)基地臺希望改變遠(yuǎn)程單 元當(dāng)前行為的時候，比如希望增加位置報告頻率的時候，向遠(yuǎn)程單元發(fā)送一個 控制消息。
相應(yīng)的，為了達(dá)到上述目的，本實用新型提供了一種用于通訊系統(tǒng)的 GPS麥克風(fēng)，其包括一個揚聲器-麥克風(fēng)裝置， 一個通過射頻信號與該通訊系統(tǒng) 構(gòu)成傳輸網(wǎng)絡(luò)的射頻發(fā)射機(jī)，以及一個與該射頻發(fā)射機(jī)電連接并能夠?qū)⒍ㄎ粩?shù) 據(jù)以音頻信號的形式編碼成一種射頻定位信號的GPS控制器，其中當(dāng)GPS控制 器被觸發(fā)，射頻發(fā)射機(jī)就被啟動，向該通訊系統(tǒng)發(fā)射射頻定位信號。
另外，本實用新型還提供了一種從一個GPS麥克風(fēng)上向一個通訊系統(tǒng)傳 輸定位數(shù)據(jù)的方法，其中GPS麥克風(fēng)包括有一個揚聲器-麥克風(fēng)裝置、 一個射 頻發(fā)射機(jī)、以及一個GPS控制器，其中該方法包括有下述步驟
(a) 通過射頻信號從射頻發(fā)射機(jī)到通訊系統(tǒng)建立起傳輸網(wǎng)絡(luò)；
(b) 啟動GPS控制器以音頻信號的形式將定位數(shù)據(jù)編碼成一種射頻定位 信號；以及，
(c) 啟動射頻發(fā)射機(jī)將射頻定位信,發(fā)射給該通訊系統(tǒng)。
綜上所述，本實用新型一種用于通訊系統(tǒng)的全球定位系統(tǒng)麥克風(fēng)，其特 征在于它包括有一個揚聲器-麥克風(fēng)裝置，該揚聲器-麥克風(fēng)裝置包含有一個麥克風(fēng)、 一個
揚聲器、以及一個"通話"(Push-to-talk， PTT)電路，當(dāng)該PTT電路被觸 發(fā)從而啟動該麥克風(fēng)進(jìn)入傳輸狀態(tài)時，該麥克風(fēng)能夠接收聲音消息并將該聲音 消息編碼成為一種音頻信號；
一個通過射頻信號與該通訊系統(tǒng)構(gòu)成傳輸網(wǎng)絡(luò)的射頻發(fā)射機(jī)；以及，
一個與上述射頻發(fā)射機(jī)電連接并將定位數(shù)據(jù)以音頻信號的形式編碼成一種 射頻定位信號的GPS控制器，其中當(dāng)該GPS控制器被觸發(fā)，該射頻發(fā)射機(jī)就被 啟動，向該通訊系統(tǒng)發(fā)射該射頻定位信號。
其中，當(dāng)該PTT電路被觸發(fā)時，該GPS控制器就被啟動，其中從該揚聲器-麥克風(fēng)裝置出來的該音頻信號與從該GPS控制器出來的該射頻定位信號被結(jié)合 并傳輸給上述通訊系統(tǒng)。
其中，該GPS控制器被預(yù)設(shè)，以便在一個預(yù)先設(shè)定的時間段內(nèi)被啟動去接 收上述定位數(shù)據(jù)。
其中，當(dāng)該射頻發(fā)射機(jī)從該通訊系統(tǒng)中收到一個請求的時候，該GPS控制 器被啟動。
其中，該射頻發(fā)射機(jī)另外針對每個揚聲器-麥克風(fēng)裝置產(chǎn)生一個音頻信號形 式的識別信號，其中當(dāng)該射頻定位信號從該射頻發(fā)射機(jī)上發(fā)射出去的時候，該 識別信號與該射頻定位信號結(jié)合在一起被發(fā)往該通訊系統(tǒng)。
其中，該射頻發(fā)射機(jī)是一種無線電傳輸設(shè)備，能夠發(fā)射并接收上述射頻， 其中該射頻發(fā)射機(jī)系作為該GPS麥克風(fēng)和該通訊系統(tǒng)之間的無線傳輸鏈接。
其中，其還包括有一個便攜式外殼以及一個電源，外殼用來容納該射頻發(fā) 射機(jī)和該GPS控制器，電源為該揚聲器-麥克風(fēng)裝置、射頻發(fā)射機(jī)、以及GPS 控制器提供電能。
綜上所述，本實用新型的技術(shù)方案再重述如下
本實用新型一種用于通訊系統(tǒng)的全球定位系統(tǒng)麥克風(fēng)， 一種用于通訊系統(tǒng)
的全球定位系統(tǒng)麥克風(fēng)，其特征在于它包括有
一個揚聲器-麥克風(fēng)裝置； 一個射頻發(fā)射機(jī)； 一個GPS控制器，以及，
一個上向通訊傳輸定位數(shù)據(jù)系統(tǒng)裝置，包括一第一裝置供傳輸定位數(shù)據(jù)系
統(tǒng)裝置從射頻發(fā)射機(jī)通過射頻信號至通訊系統(tǒng)建立的傳輸網(wǎng)絡(luò)； 一第二裝置由 GPS控制器形式編碼定位數(shù)據(jù)音頻信號可成射頻定位信號；射頻發(fā)射機(jī)通過射 頻信號連接至通訊系統(tǒng)。
其中，該傳輸定位數(shù)據(jù)系統(tǒng)裝置包括一個"通話"電路即PTT電路接連接 啟動該揚聲器-麥克風(fēng)裝置，和接連啟動該GPS控制器。
其中，該GPS控制器預(yù)設(shè)定在啟動狀態(tài)供在預(yù)定時間內(nèi)接收定位信號。
其中，該GPS控制器連接該傳輸定位數(shù)據(jù)系統(tǒng)裝置以供接收啟動指示信息。
其中，它包括有供針對每個揚聲器-麥克風(fēng)裝置產(chǎn)生一個音頻信號形式的識 別信號的裝置，該射頻定位信號從射頻發(fā)射機(jī)上發(fā)射出去時，該識別信號與該 射頻定位信號結(jié)合在一起被發(fā)往該通訊系統(tǒng)。
其中，該傳輸定位數(shù)據(jù)系統(tǒng)裝置連接一可以對接收裝置的信息信號進(jìn)行解 碼的裝置。
其中，它包括有一個控制中心，控制中心包括有用于從GPS麥克風(fēng)處接收 信息信號的裝置、對接收裝置的信息信號進(jìn)行解碼的裝置、以及一個將射頻定 位信號再轉(zhuǎn)換回定位信號的處理器中心，接收裝置可以是一個信號接收器，通 過射頻信號與GPS麥克風(fēng)建立傳輸網(wǎng)絡(luò)。
其中，該GPS控制器通過管理處理位置數(shù)據(jù)連接其他組件和系統(tǒng)，它可以 是基本的8位微控制器、微控制器可以是個性化的序向邏輯或組合邏輯實現(xiàn)、 或?qū)I(yè)化設(shè)備如外圍接口控制器(Peripheral Interface Controller, PIC)、或基于架構(gòu)的高端精簡指令集計算機(jī)(RISC)或復(fù)雜指令集計算機(jī)
(CISC)，另該揚聲器-麥克風(fēng)裝置呈掌上型麥克風(fēng)單元樣式，具備"通話" 按鈕或無線通訊系統(tǒng)。
其中，該全球定位系統(tǒng)麥克風(fēng)通過該射頻發(fā)射機(jī)與通訊系統(tǒng)之間作無線傳 輸鏈接。
其中，該傳輸定位數(shù)據(jù)系統(tǒng)裝置包括從射頻發(fā)射機(jī)通過射頻信號至通訊系 統(tǒng)建立的傳輸網(wǎng)絡(luò)；由GPS控制器形式編碼定位數(shù)據(jù)音頻信號的射頻定位信 號；及射頻定位信號通過射頻發(fā)射機(jī)連接的通訊系統(tǒng)，其中該通訊系統(tǒng)預(yù)設(shè)有 一個覆蓋區(qū)域，和一個GPS麥克風(fēng)和該通訊系統(tǒng)在射頻發(fā)射機(jī)處于該覆蓋區(qū)域 范圍以內(nèi)時的傳輸網(wǎng)絡(luò)。
本實用新型一種用于通訊系統(tǒng)的全球定位系統(tǒng)麥克風(fēng)，其優(yōu)點是它能夠 以音頻信號的方式向控制中心送出定位數(shù)據(jù)，既能夠提供通訊服務(wù)又能夠提供 位置確定服務(wù)?？梢栽诓桓淖儌鹘y(tǒng)麥克風(fēng)和傳統(tǒng)通訊系統(tǒng)原有射頻傳輸系統(tǒng)的
基礎(chǔ)上將傳統(tǒng)麥克風(fēng)進(jìn)行升級至GPS麥克風(fēng)，從而減少生產(chǎn)制造此種帶有GPS 麥克風(fēng)的通訊系統(tǒng)成本。其可以為通過射頻從GPS麥克風(fēng)到通訊系統(tǒng)傳輸定位 數(shù)據(jù)提供一種經(jīng)濟(jì)高效的解決方案。通過該系統(tǒng)的構(gòu)建，提供一種方法來控制 用戶GPS信息的采集、傳輸、以及處理。
(四)

圖1為方塊圖，顯示本實用新型用于通訊系統(tǒng)的GPS麥克風(fēng)的一種較佳實施 例。
圖2為流程圖，顯示在本實用新型上述較佳事實例中，定位數(shù)據(jù)的傳輸過程。
圖3顯示了本實用新型上述較佳實施例中通訊系統(tǒng)的另一種模式。
圖4為從現(xiàn)有無線電設(shè)備到手持麥克風(fēng)之間接口的信號方框圖，顯示出GPS麥 克風(fēng)被整合到其中。
圖5為一個方塊圖，顯示本實用新型之GPS麥克風(fēng)被應(yīng)用于一個典型的雙向無 線電系統(tǒng)之中。
圖6為一個方塊圖，顯示了本實用新型上述較佳實施例中GPS麥克風(fēng)的各個組 件以及這些組件之間的相互作用。
圖7顯示了本實用新型上述較佳實施例中GPS麥克風(fēng)各個組件之間的關(guān)系。
具體實施方式
-
參考圖1至圖7，其顯示了本實用新型"用于通訊系統(tǒng)的全球定位系統(tǒng) (GPS)麥克風(fēng)"的一種較佳實施例，其中本實用新型的GPS麥克風(fēng)能夠與緊 湊的該無線電系統(tǒng)、掌上型麥克風(fēng)、以及各種接口信號進(jìn)行整合。
GPS麥克風(fēng)包含有一個揚聲器-麥克風(fēng)裝置10、 一個通過無線電射頻信號與 該通訊系統(tǒng)組成傳輸網(wǎng)絡(luò)的射頻發(fā)射機(jī)20、以及一個與該射頻發(fā)射機(jī)20電連
接并將定位數(shù)據(jù)以音頻信號的形式編碼成一個或者多個射頻定位信號的GPS控 制器30，其中，當(dāng)GPS控制器30被觸發(fā)，該射頻發(fā)射機(jī)20就被啟動，向該通
訊系統(tǒng)發(fā)射射頻定位信號。
被制成掌上型麥克風(fēng)單元樣式的揚聲器-麥克風(fēng)裝置io包含有一個麥克風(fēng)
11、 一個揚聲器12、以及一個"通話"(Push-to-talk， PTT)電路13，當(dāng)該 PTT電路13被觸發(fā)從而啟動麥克風(fēng)11進(jìn)入傳輸狀態(tài)時，麥克風(fēng)11能夠接收聲 音消息并將該聲音消息編碼成為一種音頻信號。
在本較佳實施例中，揚聲器-麥克風(fēng)裝置10可以是一種傳統(tǒng)的按住"通 話"按鈕進(jìn)行通話、無線式的通訊系統(tǒng)，比如一種雙向無線電系統(tǒng)，其中當(dāng) PTT電路13被觸發(fā)時，麥克風(fēng)ll就準(zhǔn)備接收音頻信號，而射頻發(fā)射機(jī)20就準(zhǔn) 備向該通訊系統(tǒng)發(fā)射音頻信號。
GPS麥克風(fēng)的射頻發(fā)射機(jī)20是一種射頻傳輸設(shè)備，能夠發(fā)射并接收射頻， 其中射頻發(fā)射機(jī)20系作為GPS麥克風(fēng)和通訊系統(tǒng)之間的無線傳輸鏈接。相應(yīng) 的，當(dāng)該通訊系統(tǒng)為一個雙向無線電系統(tǒng)的時候，射頻發(fā)射機(jī)20可以是一個 從GPS麥克風(fēng)向該通訊系統(tǒng)傳輸音頻信號的數(shù)據(jù)包調(diào)制解調(diào)器，比如一個半雙 工數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器。
射頻發(fā)射機(jī)20可以自動或者手動的調(diào)節(jié)到一個匹配的頻率從而與另一個通 訊系統(tǒng)實現(xiàn)通訊。換言之，生產(chǎn)商或者安全服務(wù)公司可以將多個GPS麥克風(fēng)設(shè) 置成使用相同的射頻。另一方面，用戶可以手動調(diào)諧射頻發(fā)射機(jī)20以便與想 要建立傳輸網(wǎng)絡(luò)的通訊系統(tǒng)建立起傳輸網(wǎng)絡(luò)，用戶也可以自動調(diào)諧射頻發(fā)射機(jī) 20來尋找另一個通訊系統(tǒng)，只要是在要尋找通訊系統(tǒng)的覆蓋范圍之內(nèi)。
GPS控制器30可以管理何時以及怎樣處理位置數(shù)據(jù)并傳遞給另外一個組 件。其與系統(tǒng)時時保持聯(lián)系，作出決策，并對各種刺激情況，比如"通話"的 啟動等，進(jìn)行監(jiān)視。由于所需要的處理通量有限，本實用新型在此所舉出的例 子為一個基本的8位微控制器。對基本控制器進(jìn)行個性化的序向邏輯或組合邏 輯實現(xiàn)、或者專業(yè)化的設(shè)備如外圍接口控制器(Peripheral Interface Controller, PIC)、或者基于架構(gòu)的高端精簡指令集計算機(jī)(RISC)以及復(fù) 雜指令集計算機(jī)(CISC),都可以用來代替該系列的微控制器。
GPS控制器30包含有一個裝置31,其用于從一個外部位置傳動器系統(tǒng)處接 收定位數(shù)據(jù)，傳動器系統(tǒng)可以是一個外部的GPS衛(wèi)星，GPS控制器30還包括有 一個信號轉(zhuǎn)換器32，其用于將定位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成射頻定位信號，其中該射頻定位 信號通過射頻發(fā)射機(jī)20發(fā)射給該通訊系統(tǒng)。
本較佳實施例的接收裝置31為一個位置信息接收器，比如一個GPS天線， 其用于與GPS衛(wèi)星進(jìn)行無線通訊，以便從GPS衛(wèi)星處接收GPS位置數(shù)據(jù)作為定 位數(shù)據(jù)。接收裝置31進(jìn)行物理接口層的處理、對數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)、并使用一種
特定的格式和協(xié)議通過一個組件接口提供數(shù)據(jù)。相應(yīng)的，接收裝置31的位置 信息接收器從一個外部位置傳動器系統(tǒng)處接收一個或者多個位置信號、進(jìn)行物 理接口層的處理、對數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)、并使用一種特定的格式和協(xié)議通過一個組 件接口提供數(shù)據(jù)。本實施例中GPS控制器30所使用的是美國國家海洋電子協(xié) 會(醒EA-0183)消息格式。不過，也可以使用其它GPS消息格式，比如天寶 (Trimble)公司擁有的天寶標(biāo)準(zhǔn)接口協(xié)議(TSIP)格式。另外，本架構(gòu)也支 持GPS其它的定位系統(tǒng)，比如慣性測量裝置(IMU)等。
GPS控制器30還包括一個數(shù)據(jù)包調(diào)制解調(diào)器，比如一個半雙工數(shù)據(jù)調(diào)制解 調(diào)器(雙向無線電系統(tǒng)不需要全雙工數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器)，其在從接收裝置31 的位置信息接收器處傳輸位置信息的時候，取得定位數(shù)據(jù)并執(zhí)行一個調(diào)制基模 以便通過信號轉(zhuǎn)換器32將位置信息加載到輸出基帶音頻信號之上。在接收位 置信息時，該組件進(jìn)行解調(diào)并從輸入基帶音頻信號中提取位置數(shù)據(jù)。除了位置 信息以外，數(shù)據(jù)包調(diào)制解調(diào)器也運載控制和配置信息。在這種模式時，該數(shù)據(jù) 包調(diào)制解調(diào)器還對位置信息進(jìn)行加強(qiáng)，以便經(jīng)過空中傳輸過程依然保持位置信 息的完整性。在本實施例中，基于對成本、可靠性、以及性能的綜合考慮，本 實用新型使用了一種支持2400bps (比特每秒)數(shù)據(jù)傳輸速率的FFSK/MSK數(shù) 據(jù)調(diào)制解調(diào)器。也可以使用具有其它調(diào)制基模的數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器，也可以使用 其它數(shù)據(jù)傳輸速率。對于本實用新型的裝置來講，太多低于2400bps的數(shù)據(jù)傳 輸速率有可能不是太實用，因為帶內(nèi)音調(diào)的可察覺干擾因素持續(xù)時間大大超過 了 300毫秒左右。為了保持?jǐn)?shù)據(jù)完整性，本實施例支持前向錯誤勘定 (FEC)，循環(huán)冗余勘定(CRC)，以及交錯(Interleaving)等功能。
在本較佳實施例中，GPS控制器30還包括有一個基帶信號處理器，其用來 將麥克風(fēng)輸入的基帶信號與數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器信號進(jìn)行混合，并將混合信號傳遞 給無線電系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)射。在進(jìn)行接收操作時，基帶信號處理器從無線電系統(tǒng)處 得到接收到的音頻基帶信號并將該信號送給當(dāng)?shù)負(fù)P聲器，同時送給數(shù)據(jù)調(diào)制解 調(diào)器進(jìn)行處理。基帶信號處理器可以進(jìn)行聲音過濾，帶有比如解強(qiáng)調(diào)、預(yù)強(qiáng) 調(diào)、和聲音增益控制等功能選項，盡管這些功能與位置信息的處理并不是密切 相關(guān)。
GPS麥克風(fēng)還包括有一個便攜式外殼101以及一個電源102，外殼101用來 容納射頻發(fā)射機(jī)20和一個GPS控制器30，電源102為揚聲器-麥克風(fēng)裝置 10、射頻發(fā)射機(jī)20、以及GPS控制器30提供電能。對應(yīng)的，GPS麥克風(fēng)的電 源102包括有一個放置在便攜式外殼101內(nèi)的充電電池，其中該充電電池與揚 聲器-麥克風(fēng)裝置10電連接以提供電能。
圖5顯示的是本實用新型GPS麥克風(fēng)被用于一種典型的雙向無線電系統(tǒng)中 的情況。在GPS麥克風(fēng)"遠(yuǎn)程單元" 一邊，GPS衛(wèi)星信息通過一個接收裝置31 的GPS天線被接收，GPS天線是本實用新型產(chǎn)品的一部分，被放置在揚聲器-麥 克風(fēng)裝置10的掌上型麥克風(fēng)之內(nèi)。該衛(wèi)星信息被傳輸至遠(yuǎn)程單元雙向無線電 設(shè)備處，由該無線電設(shè)備通過其射頻發(fā)射機(jī)20上的射頻天線進(jìn)行傳輸。在通 訊系統(tǒng)的基地臺一邊，雙向無線電設(shè)備上的射頻天線接收到指令，無線電設(shè)備 在揚聲器發(fā)出的信號之上加載一個基帶信號，該基帶信號將傳至包含有本實用 新型產(chǎn)品的另一個掌上型麥克風(fēng)處。然而，需要注意的是本實用新型產(chǎn)品并不 需要被放置在基地臺單元的麥克風(fēng)支架之內(nèi)，其可能更加適合于被放置在一個 單獨的外殼之內(nèi)，因為對于一個基地臺的構(gòu)成來說，麥克風(fēng)和基地臺已經(jīng)不是 一定要在一起了。另外要注意的就是對于基地臺來講，其并沒有使用GPS天線 和接收器單元，這個單元是可以省略的，還要注意的是基地臺存在有一個母機(jī) 接口。通訊系統(tǒng)中的母機(jī)收集本實用新型產(chǎn)品控制器所輸出的GPS位置數(shù)據(jù)， 并可在需要的時候顯示并終端處理這些數(shù)據(jù)。還可以使用母機(jī)向基地臺一邊的 本實用新型產(chǎn)品發(fā)送控制消息，控制器翻譯該控制消息，命令數(shù)據(jù)每調(diào)制解調(diào) 器和基帶處理器混合并傳送該消息，然后該消息作為一個基帶信號加載到麥 克-音頻信號上被傳送至基地臺雙向無線電設(shè)備處?；嘏_無線電設(shè)備通過射 頻向遠(yuǎn)程單元發(fā)射。遠(yuǎn)程單元雙向無線電設(shè)備在揚聲器信號上加載一個基帶信 號并發(fā)向包含有本實用新型產(chǎn)品的掌上型麥克風(fēng)。本實用新型的產(chǎn)品通過基帶 處理器和數(shù)據(jù)包調(diào)制解調(diào)器提取出該消息并將其傳遞給控制器?？刂破鹘酉聛?翻譯該消息并作出相應(yīng)動作。
圖6顯示了本實用新型GPS麥克風(fēng)內(nèi)部的各個組件以及這些組件之間接口 的情況。該圖還同時顯示了外部接口。需要注意的是接口信號都已經(jīng)組成了進(jìn) /出對。這是由于現(xiàn)在的無線電設(shè)備至手持麥克風(fēng)之間的接口信號已經(jīng)被分開 以容納本實用新型的GPS麥克風(fēng)，如圖4所示。
如圖2所示，本實用新型還提供了一種從GPS麥克風(fēng)向通訊系統(tǒng)傳輸定位 數(shù)據(jù)的方法，其包括有下述步驟。
(1) 通過射頻信號從射頻發(fā)射機(jī)20至通訊系統(tǒng)建立傳輸網(wǎng)絡(luò)。
(2) 由GPS控制器30將定位數(shù)據(jù)以音頻信號的形式編碼成射頻定位信號。
(3) 通過射頻發(fā)射機(jī)20將射頻定位信號發(fā)射給該通訊系統(tǒng)。
在步驟(1)中，該通訊系統(tǒng)應(yīng)該提供有一個覆蓋區(qū)域，其中當(dāng)射頻發(fā)射機(jī)
20處于該覆蓋區(qū)域范圍之內(nèi)的時候，GPS麥克風(fēng)能夠與該通訊系統(tǒng)構(gòu)成一個傳 輸網(wǎng)絡(luò)。傳輸聯(lián)系一旦建立，射頻發(fā)射機(jī)20不但能夠從揚聲器-麥克風(fēng)裝置10 發(fā)出音頻信號，還能夠從GPS控制器30傳輸射頻定位信號。另外，該通訊系 統(tǒng)還應(yīng)該能夠通過射頻信號向GPS麥克風(fēng)發(fā)送一個GPS配置獲取命令。
驟(2)中，當(dāng)揚聲器-麥克風(fēng)裝置10的PTT電路13被觸發(fā)時，GPS控制器 30就被啟動，其中從揚聲器-麥克風(fēng)裝置10出來的音頻信號與從GPS控制器 30出來的射頻定位信號被結(jié)合而形成一個信息信號并通過射頻發(fā)射機(jī)20發(fā)射 給通訊系統(tǒng)。換言之， 一旦用戶觸發(fā)PTT電路13而與通訊系統(tǒng)進(jìn)行通訊，GPS 控制器30就自動被啟動來接收定位數(shù)據(jù)并將定位數(shù)據(jù)編碼成射頻定位信號以 便通過射頻發(fā)射機(jī)20將具有射頻定位信號和音頻信號的信息信號送出。另 外，出于安全目的的考慮，通訊系統(tǒng)最好將從GPS麥克風(fēng)處傳來的信息信號以 定位地點歷史記錄的方式記錄下來。
相應(yīng)的，射頻發(fā)射機(jī)20另外針對該揚聲器-麥克風(fēng)裝置10產(chǎn)生一個音頻信 號形式的識別信號，其中當(dāng)射頻定位信號從射頻發(fā)射機(jī)20上發(fā)射出去的時 候，識別信號與射頻定位信號結(jié)合在一起被發(fā)往通訊系統(tǒng)。識別信號的主要目 的在于在同時使用有超過一個的GPS麥克風(fēng)的時候?qū)Ω鱾€麥克風(fēng)進(jìn)行識別。換 言之，射頻發(fā)射機(jī)20能夠向通訊系統(tǒng)傳輸信息信號，而信息信號包括有音頻 信號、射頻定位信號、以及識別信號。
在另一種情況下，在步驟(2)中GPS控制器30可以被預(yù)設(shè)，以便在一個 預(yù)先設(shè)定的時間段內(nèi)被啟動去接收定位數(shù)據(jù)。比如，用戶可以將GPS控制器30 預(yù)設(shè)成每隔10分鐘接收一次定位數(shù)據(jù)，于是只要GPS控制器30將射頻定位信 號編碼:，射頻發(fā)射機(jī)20就準(zhǔn)備向通訊系統(tǒng)發(fā)射射頻定位信號，即使從揚聲器-麥克風(fēng)裝置10中并沒有音頻信號被接收到。
另外，當(dāng)從通訊系統(tǒng)中有請求傳來的時候，GPS控制器30也可以被啟動。 相應(yīng)的，該請求是一個從通訊系統(tǒng)處送來的射頻信號，被射頻發(fā)射機(jī)20接 收，其中該請求能夠自動啟動GPS控制器30進(jìn)行定位數(shù)據(jù)的接收以便向通訊 系統(tǒng)發(fā)射射頻定位信號作為反饋。當(dāng)用戶不能夠啟動GPS控制器30的時候， 通訊系統(tǒng)能夠遠(yuǎn)距離的啟動GPS控制器30來跟蹤用戶的確切位置這一功能十 分重要。另外，GPS控制器30也能由用戶通過一個簡單的打開GPS控制器30 上的開關(guān)的方式來啟動，比如按動GPS控制器30上一個啟動按鈕等方式。
本較佳實施例的通訊系統(tǒng)包括有一個控制中心40，控制中心40包括有用于 從GPS麥克風(fēng)處接收信息信號的裝置41、用于對接收裝置41處傳來的信息信 號進(jìn)行解碼的裝置42、以及一個用于將射頻定位信號再轉(zhuǎn)換回定位信號的處理 器中心50。接收裝置41系一個信號接收器，其通過射頻信號與GPS麥克風(fēng)建 立了傳輸網(wǎng)絡(luò)。
解碼裝置42是一個信號解碼器，用于將接收裝置41所接收到的信息信號 解碼。相應(yīng)的，當(dāng)結(jié)合了音頻信號、射頻定位信號、以及識別信號的信息信號 被接收裝置41接收到以后，解碼裝置42能夠在射頻定位信號和識別信號被傳 送給處理器中心50的時候?qū)⒁纛l信號解碼成可讀的音頻數(shù)據(jù)。
相應(yīng)的，處理器中心50能夠?qū)⑸漕l定位信號轉(zhuǎn)換成一種可讀的定位數(shù)據(jù)， 以便通訊系統(tǒng)能夠通過識別信號對各個GPS麥克風(fēng)進(jìn)行識別并根據(jù)該可讀定位 數(shù)據(jù)找到該GPS麥克風(fēng)的位置。值得提到的是，當(dāng)GPS麥克風(fēng)的GPS控制器30 被預(yù)設(shè)成每隔一段時間啟動一次，那么這時就只有射頻定位信號和識別信號被 傳送到信號處理器50，而沒有任何音頻信號被解碼成可讀音頻數(shù)據(jù)。
圖1顯示了 GPS麥克風(fēng)使用的一個實例。警官在巡邏的時候帶有一個GPS 麥克風(fēng)，其中通訊系統(tǒng)安裝在汽車內(nèi)。 一旦在射頻發(fā)射機(jī)20和通訊系統(tǒng)之間 建立了傳輸網(wǎng)絡(luò)，GPS麥克風(fēng)就能夠通過射頻發(fā)射機(jī)20向通訊系統(tǒng)傳輸射頻定 位信號。從而，在汽車內(nèi)的另一位警官就能夠?qū)y帶GPS麥克風(fēng)的警官所在位 置進(jìn)行跟蹤。
圖3顯示了 GPS麥克風(fēng)使用的另一個實例，其中控制中心40安裝在汽車內(nèi) 而處理器中心50位于警察局，攜帶GPS麥克風(fēng)的警官可以像使用傳統(tǒng)的雙向 無線電系統(tǒng)一樣與汽車內(nèi)的警官進(jìn)行通訊，而同時定位數(shù)據(jù)通過控制中心40 從GPS麥克風(fēng)傳輸給了處理器中心50。換言之，對于GPS麥克風(fēng)來講，控制中 心40系作為其通訊中心，其中控制中心能夠與處理器中心50組成傳輸網(wǎng)絡(luò)以 在一個較大的覆蓋區(qū)范圍內(nèi)傳輸定位數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求1.一種用于通訊系統(tǒng)的全球定位系統(tǒng)麥克風(fēng)，其特征在于該麥克風(fēng)包括有一個揚聲器-麥克風(fēng)裝置，一個射頻發(fā)射機(jī)；一個GPS控制器，以及一個上向通訊傳輸定位數(shù)據(jù)系統(tǒng)裝置，包括一第一裝置供傳輸定位數(shù)據(jù)系統(tǒng)裝置從射頻發(fā)射機(jī)通過射頻信號至通訊系統(tǒng)建立的傳輸網(wǎng)絡(luò)；一第二裝置由GPS控制器形式編碼定位數(shù)據(jù)音頻信號可成射頻定位信號；射頻發(fā)射機(jī)通過射頻信號連接至通訊系統(tǒng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于通訊系統(tǒng)的全球定位系統(tǒng)麥克風(fēng)，其特 征在于該傳輸定位數(shù)據(jù)系統(tǒng)裝置包括一個"通話"電路即PTT電路連接啟 動該揚聲器-麥克風(fēng)裝置，和連接啟動該GPS控制器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于通訊系統(tǒng)的全球定位系統(tǒng)麥克風(fēng)，其特 征在于該GPS控制器連接該傳輸定位數(shù)據(jù)系統(tǒng)裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于通訊系統(tǒng)的全球定位系統(tǒng)麥克風(fēng)，其特征在于它包括有識別信號裝置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于通訊系統(tǒng)的全球定位系統(tǒng)麥克風(fēng)，其特 征在于該傳輸定位數(shù)據(jù)系統(tǒng)裝置連接一可以對接收裝置的信息信號進(jìn)行解 碼的裝置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于通訊系統(tǒng)的全球定位系統(tǒng)麥克風(fēng)，其特征在于該全球定位系統(tǒng)麥克風(fēng)通過該射頻發(fā)射機(jī)與通訊系統(tǒng)之間作無線傳輸 鏈接。
專利摘要一種用于通訊系統(tǒng)的全球定位系統(tǒng)麥克風(fēng)。麥克風(fēng)被整合于通訊系統(tǒng)中并包括有揚聲器-麥克風(fēng)裝置、通過射頻信號與該通訊系統(tǒng)建立了傳輸網(wǎng)絡(luò)的射頻發(fā)射機(jī)及GPS控制器。該GPS控制器與射頻發(fā)射機(jī)電連接并以音頻信號的形式將定位數(shù)據(jù)編碼成一個或者多個射頻定位信號。當(dāng)GPS控制器被觸發(fā)時，射頻發(fā)射機(jī)就被啟動，向該通訊系統(tǒng)發(fā)射射頻定位信號。它能夠以音頻信號的方式向控制中心送出定位數(shù)據(jù)，既能夠提供通訊服務(wù)又能夠提供位置確定服務(wù)。可以在不改變傳統(tǒng)麥克風(fēng)和傳統(tǒng)通訊系統(tǒng)原有射頻傳輸系統(tǒng)的基礎(chǔ)上將傳統(tǒng)麥克風(fēng)進(jìn)行升級至GPS麥克風(fēng)，從而減少生產(chǎn)制造此種帶有GPS麥克風(fēng)的通訊系統(tǒng)成本。其可以為通過射頻從GPS麥克風(fēng)到通訊系統(tǒng)傳輸定位數(shù)據(jù)提供一種經(jīng)濟(jì)高效的解決方案。通過該系統(tǒng)的構(gòu)建，提供一種方法來控制用戶GPS信息的采集、傳輸、以及處理。
文檔編號H04Q7/38GK201057670SQ20062011844
公開日2008年5月7日 申請日期2003年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月12日
發(fā)明者劉立平 申請人:劉立平