精品文檔-下載后可編輯DSP的擴頻電臺基帶模塊的設計與實現(xiàn)-設計應用１基帶處理模塊硬件系統(tǒng)的設計

１．１擴頻電臺的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

擴頻電臺的系統(tǒng)原理框圖如圖１所示。主要由基帶處理模塊、收發(fā)信機、接口電路等部分組成。

擴頻電臺的基帶處理模塊主要包括兩部分：控制器和Ｍｏｄｅｍ?；鶐В停铮洌澹聿捎茫桑睿簦澹颍螅椋旃镜模祝蹋粒涡酒龋疲粒常福叮保?，該芯片支持ＩＥＥＥ８０２．１１［１］ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ［２］的物理層協(xié)議?；鶐Э刂破鞑捎茫裕晒镜母咚伲模樱校裕停樱常玻埃茫担矗埃玻郏常荩撔酒哂休^強的數(shù)字信號處理能力。基帶處理模塊主要以ＨＦＡ３８６１Ｂ構(gòu)建的硬件平臺為基礎，由ＤＳＰ的軟件完成各自的功能并有機地融為一體，限度地提高通信的有效性。

１．２基帶控制器

基帶控制器主要完成以下功能：

對各類業(yè)務數(shù)據(jù)（話音和異步數(shù)據(jù)）的讀寫

（１）通過ＲＳ２３２串行口與微機交換異步數(shù)據(jù)，串口速率為３８．４ｋｂｐｓ。

（２）與聲碼器交換數(shù)字化語音信息。

擴頻電臺采用時分雙工（ＴＤＤ）模式，將時間軸分為時幀，如圖２所示。

每一個幀分為兩個時隙：發(fā)送和接收時隙。每個時隙又進一步分為用于傳輸話音和數(shù)據(jù)業(yè)務的兩個部分。話音部分的邊界可動態(tài)變化。當用戶沒有傳送話音信息時，整個時隙都提供給數(shù)據(jù)業(yè)務使用。

首先發(fā)起業(yè)務請求的用戶為主叫端，被呼叫的用戶為被叫端。用戶只能在它的發(fā)送時隙發(fā)送數(shù)據(jù)，在它的接收時隙接收數(shù)據(jù)。當主叫端處于發(fā)送時隙時，被叫端處于接收時隙；當主叫端處于接收時隙時，被叫端處于發(fā)送時隙。

１．３基帶Ｍｏｄｅｍ

基帶Ｍｏｄｅｍ主要完成以下功能：

協(xié)議轉(zhuǎn)換：把ＴＤＤ的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換成ＩＥＥＥ８０２．１１幀格式。

調(diào)制解調(diào)

基帶Ｍｏｄｅｍ支持ＩＥＥＥ８０２．１１和ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ協(xié)議的物理層標準，即１１ｄＢ的擴頻處理增益；調(diào)制方式：ＤＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、ＣＣＫ；傳輸速度；１／２／５．５／１１Ｍｂｐｓ，其中補碼鍵控（ＣＣＫ）能以更小的誤碼率、更高的速度進行傳輸，其調(diào)制器框圖如圖３所示［４，５］。

輸入的８ｂｉｔｓ串行數(shù)據(jù)經(jīng)過串／并轉(zhuǎn)換分成８路，其中，Ｄ０～Ｄ５用來選擇ＣＣＫ碼字。也就是說，按某種規(guī)律從存儲器中的６４個正交補碼中抽取一個，得到的補碼（即ＣＣＫ碼字）長度為８ｃｈｉｐｓ。這樣，６ｂｉｔｓ的信息就被調(diào)制到８ｃｈｉｐｓ的補碼上。得到的ＣＣＫ碼字為復數(shù)編碼，包括實部和虛部，相應地分為Ｉ、Ｑ兩路輸入到差分電路中。在差分電路中，Ｄ６～Ｄ７從四種相位（０°，９０°，１８０°，２７０°）中選擇一種，并用這個相位對ＣＣＫ碼字進行翻轉(zhuǎn)。由于Ｉ、Ｑ兩路信號都進行ＡｅｊＱ的翻轉(zhuǎn)，所以兩路信號仍然保持正交，因此受信道失真的影響較小。

ＣＣＫ作為一種新型的調(diào)制方式，能以更高的速率、更好的帶寬利用率、更強的抗多徑干擾能力、更小的誤碼率傳輸信號。

２基帶模塊的軟件設計

基帶Ｍｏｄｅｍ的任務主要由ＨＦＡ３８６１Ｂ完成。基帶控制器的任務主要由軟件完成，而且?guī)讉€任務同時發(fā)生，所以在軟件的工作過程中要采用中斷方式對它們進行并行處理。

２．１協(xié)議實現(xiàn)框架

由于軟件設計與硬件電路結(jié)合得非常緊密，為了減少硬件電路對協(xié)議處理部分的影響，在軟件的層設計了一個驅(qū)動層模塊，主要完成對硬件電路的初始化。

在驅(qū)動層基礎上完成對數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的處理。這一層是軟件的主體部分，主要功能是對數(shù)據(jù)進行裝／解幀和上／下傳。此外，ＩＥＥＥ８０２．１１協(xié)議主要支持異步數(shù)據(jù)業(yè)務，因此采用循環(huán)冗余校驗（ＣＲＣ）。利用ＴＭＳ３２０Ｃ５４０２的高速運算能力，又開發(fā)了（２，１，５）卷積編碼［６］。因其具有較強的前向糾錯（ＦＥＣ）能力，更適合于支持實時話音業(yè)務，這為該電臺擴頻通信功能提供了方便。

２．２系統(tǒng)的初始化

在系統(tǒng)啟動后，進入初始化過程。系統(tǒng)的初始化程序主要完成對ＨＦＡ３８６１Ｂ和ＲＳ２３２接口的初始化工作。

２．３數(shù)據(jù)收發(fā)程序

對微機的ＲＳ２３２串行口的讀寫

對ＨＦＡ３８６１Ｂ的讀寫

在發(fā)送時隙，如果基帶控制器有數(shù)據(jù)需要發(fā)送而且基帶Ｍｏｄｅｍ允許發(fā)送數(shù)據(jù)，即產(chǎn)生中斷通知控制器，然后控制器啟動發(fā)送程序，將數(shù)據(jù)傳送給Ｍｏｄｅｍ。Ｍｏｄｅｍ在接收到數(shù)據(jù)后，首先按照ＩＥＥＥ８０２．１１協(xié)議的幀格式裝幀，然后才能送出去。

基于高速ＤＳＰ的擴頻電臺基帶模塊可以通過ＲＳ２３２串行口與微機實現(xiàn)全雙工通信，串口速率為３８．４ｋｂｐｓ。該模塊支持ＩＥＥＥ８０２．１１和ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ的物理層協(xié)議，支持擴頻通信和ＣＣＫ調(diào)制，具有通信速率高（信道傳輸速率可達１１Ｍｂｐｓ）、抗干擾能力強