一种基于北斗的区域短报文双模组切换系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于北斗的区域短报文双模组切换系统；包括主控模块，所述主控模块上电性连接有北斗三号模组，所述主控模块上电性连接有SIM卡切换，所述SIM卡切换分别电性连接有所述北斗三号模组和SIM卡槽，所述主控模块上电性连接有RNSS，所述主控模块上电性连接有2*10双排针；本发明专利技术模组内部集成LNA、高性能接收机、功率放大器、北斗三号基带处理芯片，具有集成度高，体积小、功耗低、接收灵敏度高等优点，并且区域短报文通信功能，4G公网通信功能，RNSS定位功能。低噪声放大，用户无需外置LNA，直接连接无源天线；上位机可通过串口对模块进行软件版本升级；内置功率放大器，无需外加PA即刻对Lf1、Lf2频点放大；支持B1、L1频点定位功能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于北斗的区域短报文双模组切换系统


[0001]本专利技术属于北斗
，具体涉及一种基于北斗的区域短报文双模组切换系统。

技术介绍

[0002]北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并且具备短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度为分米、厘米级别，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒，为了实现多功能使用，北斗卫星在逐步的运用在短报文的通讯上，然而市面上各种的北斗短报文通讯仍存在各种各样的问题。
[0003]如授权公告号为CN109191920A所公开的基于北斗短报文的北斗自主导航方法，其虽然实现了机载端设备实时获取飞机当前的的导航定位信息，并根据地面飞行监视系统的要求以ADS
‑
C短报文的方式下发，同时地面飞行监视系统接收来自其他系统的周边空情态势进行处理后，通过ADS
‑
C短报文的方式向对应机载端设备发送周边空情态势和指挥信息，实现实时的周边空情态势感知，并及时根据指挥信息应对当前周边空情态势，并且在飞机做出的处理与指挥信息有出入时，地面飞行监视系统向对相应飞机发出警示信息，保证飞行安全，但是并未解决现有北斗产品存在的只能够单一的北斗报文通讯，在滤波处理接收信号上，依旧存在有一些缺陷，且设备过大等的问题，为此我们提出一种基于北斗的区域短报文双模组切换系统。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于北斗的区域短报文双模组切换系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于北斗的区域短报文双模组切换系统，包括主控模块，所述主控模块上电性连接有北斗三号模组，所述北斗三号模组用于实现与北斗卫星进行通讯练连接，完成对北斗卫星进行数据传输，实现对短报文进行传输，所述主控模块上电性连接有SIM卡切换，所述SIM卡切换分别电性连接有所述北斗三号模组和SIM卡槽，所述SIM卡槽用于实现对插入SIM卡，通过SIM卡实现4G公网通信功能，所述SIM卡切换用于实现对所述SIM卡合所述北斗三号模组进行切换，所述主控模块上电性连接有RNSS，所述RNSS用于实现数据卫星实现定位功能，所述主控模块上电性连接有2*10双排针，所述2*10双排针有用实现对插接各种设备和外置设备；
[0006]所述主控模块中还集成有LNA、高性能接收机和功率放大器，
[0007]所述LNA是噪声系数很低的放大器，因为放大器自身的噪声对信号的干扰很严重，所以减小这种噪声，以提高输出的信噪比，由放大器所引起的信噪比恶化程度通常用噪声系数F来表示，理想放大器的噪声系数F＝1(0分贝)，其物理意义是输入信噪比等于输出信噪比，常采用共发射极一共基极基联的低噪声放大电路；
[0008]所述高性能接收机是从空中存在的众多电磁波中，选出自己需要的频率成分，抑制或滤除不需要的信号或噪声与干扰信号，然后经过放大、解调得到原始的有用信息；
[0009]所述功率放大器是指在给定失真率条件下，能产生最大功率输出以驱动某一负载的放大器，所述功率放大器实现对所述高性能接收机接收到的有用信息进行进行放大处理。
[0010]优选的，所述主控模块上电性连接若干运行指示灯，所述运行指示灯包括有网络状态灯、网络指示灯、RDSS指示灯和RNSS指示灯，所述网络状态灯用于显示网络的状态和情况，所述网络指示灯用于显示网络实现处于连通运行的状态，所述RDSS指示灯是用于显示卫星无线电测定定位的运行状态，所述RNSS指示灯是用于显示卫星无线电导航定位的运行状态。
[0011]优选的，所述北斗三号模组、所述RNSS和所述主控模块上分别电性连接有插接式天线，所述北斗三号模组中包括有北斗三号基带处理芯片，所述北斗三号基带处理芯片与所述插接式天线电性连接，用于实现接收和发送北斗区域短报文，所述RNSS上的所述插接式天线用于实现用户进行定位导航，所述主控模块上的所述插接式天线用于实现对4G公网通信功能进行发送和接收。
[0012]优选的，所述LNA、所述功率放大器和所述高性能接收机依次电性连接，
[0013]所述高性能接收机的灵敏度计算公式如下：
[0014]噪声系数F推导Eb/No关系，定义参数如下：
[0015]Sin＝可获得的输入信号功率(W)，
[0016]Nin＝可获得的输入热噪声功率(W)＝KTBRF其中：
[0017]K＝波尔兹曼常数＝1.381
×
10
‑
23W/Hz/K，
[0018]T＝290K，室温，
[0019]BRF＝射频载波带宽(Hz)＝扩频系统的码片速率；
[0020]Sout＝可获得的输出信号功率(W)，
[0021]Nout＝可获得的输出噪声功率(W)，
[0022]G＝设备增益(数值)，
[0023]F＝设备噪声系数(数值)；
[0024]公式的定义如下：
[0025]F＝(Sin/Nin)/(Sout/Nout)＝(Sin/Nin)
×
(Nout/Sout)
[0026]用输入噪声Nin表示Nout：
[0027]Nout＝(F
×
Nin
×
Sout)/Sin其中Sout＝G
×
Sin
[0028]得到：
[0029]Nout＝F
×
Nin
×
G
[0030]调制信号的平均功率定义为S＝Eb/T，其中Eb为比特持续时间内的能量，单位为W
‑
s，T是以秒为单位的比特持续时间；
[0031]调制信号平均功率与用户数据速率的关系按下面的式子计算：
[0032]1/T＝用户数据比特率，Rbit单位Hz，得出Sin＝Eb
×
Rbit
[0033]根据上述方程，以Eb/No表示的设备输出端信噪比为：
[0034]Sout/Nout＝(Sin
×
G)/(Nin
×
G
×
F)＝Sin/(Nin
×
F)＝(Eb
×
Rbit)/(KTBRF
×
F)
＝(Eb/KTF)
×
(Rbit/BRF)，
[0035]其中KTF表示1比特持续时间内的噪声功率(No)；
[0036]因此，
[0037]Sout/Nout＝Eb/No
×
Rbit/BRF
[0038]在射频频带内，BRF等于扩频系统的码片速率W，处理增益(PG＝W/Rbit)定义为：
[0039]PG＝BRF/Rbit
[0040]所以，Rbit/BRF＝1/PG，由此得输出信噪比：
[0041]Sout/Nout＝Eb/No...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于北斗的区域短报文双模组切换系统，包括主控模块，其特征在于：所述主控模块上电性连接有北斗三号模组，所述北斗三号模组用于实现与北斗卫星进行通讯练连接，完成对北斗卫星进行数据传输，实现对短报文进行传输，所述主控模块上电性连接有SIM卡切换，所述SIM卡切换分别电性连接有所述北斗三号模组和SIM卡槽，所述SIM卡槽用于实现对插入SIM卡，通过SIM卡实现4G公网通信功能，所述SIM卡切换用于实现对所述SIM卡合所述北斗三号模组进行切换，所述主控模块上电性连接有RNSS，所述RNSS用于实现数据卫星实现定位功能，所述主控模块上电性连接有2*10双排针，所述2*10双排针有用实现对插接各种设备和外置设备；所述主控模块中还集成有LNA、高性能接收机和功率放大器，所述LNA是噪声系数很低的放大器，因为放大器自身的噪声对信号的干扰很严重，所以减小这种噪声，以提高输出的信噪比，由放大器所引起的信噪比恶化程度通常用噪声系数F来表示，理想放大器的噪声系数F＝1(0分贝)，其物理意义是输入信噪比等于输出信噪比，常采用共发射极一共基极基联的低噪声放大电路；所述高性能接收机是从空中存在的众多电磁波中，选出自己需要的频率成分，抑制或滤除不需要的信号或噪声与干扰信号，然后经过放大、解调得到原始的有用信息；所述功率放大器是指在给定失真率条件下，能产生最大功率输出以驱动某一负载的放大器，所述功率放大器实现对所述高性能接收机接收到的有用信息进行进行放大处理。2.根据权利要求1所述的一种基于北斗的区域短报文双模组切换系统，其特征在于：所述主控模块上电性连接若干运行指示灯，所述运行指示灯包括有网络状态灯、网络指示灯、RDSS指示灯和RNSS指示灯，所述网络状态灯用于显示网络的状态和情况，所述网络指示灯用于显示网络实现处于连通运行的状态，所述RDSS指示灯是用于显示卫星无线电测定定位的运行状态，所述RNSS指示灯是用于显示卫星无线电导航定位的运行状态。3.根据权利要求1所述的一种基于北斗的区域短报文双模组切换系统，其特征在于：所述北斗三号模组、所述RNSS和所述主控模块上分别电性连接有插接式天线，所述北斗三号模组中包括有北斗三号基带处理芯片，所述北斗三号基带处理芯片与所述插接式天线电性连接，用于实现接收和发送北斗区域短报文，所述RNSS上的所述插接式天线用于实现用户进行定位导航，所述主控模块上的所述插接式天线用于实现对4G公网通信功能进行发送和接收。4.根据权利要求1所述的一种基于北斗的区域短报文双模组切换系统，其特征在于：所述LNA、所述功率放大器和所述高性能接收机依次电性连接，所述高性能接收机的灵敏度计算公式如下：噪声系数F推导Eb/No关系，定义参数如下：Sin＝可获得的输入信号功率(W)，Nin＝可获得的输入热噪声功率(W)＝KTBRF其中：K＝波尔兹曼常数＝1.381
×
10
‑
23W/Hz/K，T＝290K，室温，BRF＝射频载波带宽(Hz)＝扩频系统的码片速率；Sout＝可获得的输出信号功率(W)，Nout＝可获得的输出噪声功率(W)，
G＝设备增益(数值)，F＝设备噪声系数(数值)；公式的定义如下：F＝(Sin/Nin)/(Sout/Nout)＝(Sin/Nin)
×
(Nout/Sout)用输入噪声Nin表示Nout：Nout＝(F
×
Nin
×
Sout)/Sin其中Sout＝G
×
Sin得到：Nout＝F
×
Nin
×
G调制信号的平均功率定义为S＝Eb/T，其中Eb为比特持续时间内的能量，单位为W
‑
s，T是以秒为单位的比特持续时间；调制信号平均功率与用户数据速率的关系按下面的式子计算：1/T＝用户数据比特率，Rbit单位Hz，得出Sin＝Eb
×
Rbit根据上述方程，以Eb/No表示的设备输出端信噪比为：Sout/Nout＝(Sin
×
G)/(Nin
×
G
×
F)＝Sin/(Nin
×
F)＝(Eb
×
Rbit)/(KTBRF
×
F)＝(Eb/KTF)
×
(Rbit/BRF)，其中KTF表示1比特持续时间内的噪声功率(No)；因此，Sout/Nout＝Eb/No
×
Rbit/BRF在射频频带内，BRF等于扩频系统的码片速率W，处理增益(PG＝W/Rbit)定义为：PG＝BRF/Rbit所以，Rbit/BRF＝1/PG，由此得输出信噪比：Sout/Nout＝Eb/No
×
1/PG；对于没有扩频的系统(W＝Rbit)，Eb/No在数值上等于SNR；接收机灵敏度方程对于给定的输入信号电平，为了确定SNR，用噪声系数方程表示Sin：F＝(Sin/Nin)/(Sout/Nout)或F＝(Sin/Nin)
×
(Nout/Sout)Sin＝F
×
Nin
×
(Sout/Nout)Sin又可以表示为：Sin＝F
×
KTBRF
×
Eb/No
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文，葛贵银，张瑞，张乐，姚琼波，冯紫薇，马骏，张雯，王庆安，
申请(专利权)人：中国移动通信集团江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：