專利名稱：一種可編程基帶調(diào)制解調(diào)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種可編程基帶調(diào)制解調(diào)器，屬于窄帶調(diào)頻無線通信的基帶信號 處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在短波和超短波無線數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用中，較多采用模擬調(diào)頻電臺(tái)與基帶調(diào)制解調(diào)器 相配合的應(yīng)用模式，利用語音頻帶進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。這種應(yīng)用模式成本較低，而且可利用國家 無線電委員會(huì)規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸頻段組成專用的無線網(wǎng)絡(luò)。與公眾網(wǎng)相比，專用網(wǎng)具有安全 性高、實(shí)時(shí)性好、運(yùn)營費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，因此在電力負(fù)荷控制、水文監(jiān)測、交通監(jiān)控、軍事通信 等系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。目前，國內(nèi)常用的模擬電臺(tái)多為高性能進(jìn)口電臺(tái)，技術(shù)相對成熟 和穩(wěn)定，而基帶調(diào)制解調(diào)器則由各廠家根據(jù)具體的應(yīng)用進(jìn)行設(shè)計(jì)，沒有形成完全統(tǒng)一的應(yīng) 用規(guī)范。國內(nèi)現(xiàn)有的此類調(diào)制解調(diào)器一般基于專用芯片實(shí)現(xiàn)，常見的調(diào)制方式有FSK、MSK、 GMSK、QPSK等，速率也分為1200bps、2400bps、4800bps、9600bps等幾種，另外，還存在同步 序列、差錯(cuò)控制方式等技術(shù)差異，這就導(dǎo)致產(chǎn)品的種類繁多、升級困難、兼容性差，從而給專 用無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)帶來很大的不便，限制了無線數(shù)傳頻率資源的充分利用，也阻 礙了行業(yè)的發(fā)展。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的是提供一種數(shù)字基帶可編程的調(diào)制解調(diào)器。它的基帶信號 處理算法通過軟件編程實(shí)現(xiàn)，可利用電腦通過串口對其軟件進(jìn)行升級，在不改變硬件的前 提下，能夠輕松更新系統(tǒng)的調(diào)制解調(diào)方式和數(shù)據(jù)幀格式，還可以實(shí)現(xiàn)信道速率的自適應(yīng)，還 可對差錯(cuò)控制算法進(jìn)行靈活改進(jìn)，以提高系統(tǒng)的通信成功率。本實(shí)用新型為了實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案如下其由數(shù)據(jù)終端接口、單片 機(jī)、數(shù)字基帶信號處理單元、數(shù)據(jù)緩沖器、模擬前端和電臺(tái)接口組成，數(shù)據(jù)終端接口與單片機(jī) 系統(tǒng)之間雙向連接用作數(shù)據(jù)收發(fā)接口的同時(shí)還用于軟件升級；單片機(jī)用于系統(tǒng)運(yùn)行模式控 制與數(shù)字基帶信號處理單元通過并行總線連接；數(shù)字基帶信號處理單元是系統(tǒng)的核心單元， 執(zhí)行信道編碼、交織、匹配濾波等算法，還控制與其連接的模擬前端進(jìn)行數(shù)字信號和模擬信號 之間的相互轉(zhuǎn)換；數(shù)據(jù)緩沖器與數(shù)字基帶信號處理單元連接用于進(jìn)行數(shù)據(jù)包的雙向緩沖；電 臺(tái)接口電路與模擬前端之間雙向連接用于對調(diào)制解調(diào)器輸入輸出的模擬信號進(jìn)行整形。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有較大的靈活性，其調(diào)制解調(diào)、糾錯(cuò)編碼、符號同 步、幀格式處理、匹配濾波等關(guān)鍵技術(shù)均由軟件編程實(shí)現(xiàn)，并通過數(shù)據(jù)終端接口固化到芯片 內(nèi)部，通過加載不同的程序，可以滿足不同用戶的需求，而不需要改變?nèi)魏闻c硬件相關(guān)的內(nèi) 容。由于所使用的處理器均為通用型處理器，實(shí)現(xiàn)成本上也有所降低。

圖1為本實(shí)用新型的原理結(jié)構(gòu)框圖；[0007]圖2為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的電路原理圖。圖中1、數(shù)據(jù)終端接口電路，2、CPU，3、基帶信號處理DSP，4、數(shù)據(jù)RAM，5、模擬前端 芯片，6、電臺(tái)接口電路。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖，給出本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例。如圖1所示，數(shù)字基帶可編程的調(diào)制解調(diào)器由數(shù)據(jù)終端接口、單片機(jī)系統(tǒng)、數(shù)字基 帶信號處理單元、數(shù)據(jù)緩沖器、模擬前端和電臺(tái)接口組成，數(shù)據(jù)終端接口與單片機(jī)系統(tǒng)之間 雙向連接用作數(shù)據(jù)收發(fā)接口的同時(shí)還用于軟件升級；單片機(jī)系統(tǒng)用于系統(tǒng)運(yùn)行模式控制， 與數(shù)字基帶信號處理單元之間通過并行總線連接；數(shù)字基帶信號處理單元是系統(tǒng)的核心單 元，執(zhí)行信道編碼、交織、匹配濾波等算法，還控制與其連接的模擬前端進(jìn)行數(shù)字信號和模 擬信號之間的相互轉(zhuǎn)換；數(shù)據(jù)緩沖器與數(shù)字基帶信號處理單元連接用于進(jìn)行數(shù)據(jù)包的雙向 緩沖；電臺(tái)接口電路用于對調(diào)制解調(diào)器輸入輸出的模擬信號進(jìn)行整形。如圖2所示為本實(shí)用新型應(yīng)用于數(shù)據(jù)終端設(shè)備和模擬電臺(tái)之間進(jìn)行信號的調(diào)制 和解調(diào)實(shí)施例。它包括數(shù)據(jù)終端接口電路1、CPU2、基帶信號處理DSP3、數(shù)據(jù)RAM4、模擬前 端芯片5、電臺(tái)接口電路6。基帶信號處理DSP3采用通用DSP處理器，是系統(tǒng)的運(yùn)算核心， 通過運(yùn)行于內(nèi)部空間的程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)幀格式處理、糾錯(cuò)編碼、解碼、數(shù)字濾波器、調(diào)制解調(diào)、 同步等數(shù)字基帶算法。CPU2是系統(tǒng)的控制核心，采用內(nèi)部Flash空間較大的8051微控制 器。它通過并行總線與DSP進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，除了控制系統(tǒng)的運(yùn)行模式外，還用于存儲(chǔ)DSP的 目標(biāo)代碼。數(shù)據(jù)終端接口電路1用于對數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)發(fā)送的信號電平進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在正常工 作狀態(tài)下，用戶數(shù)據(jù)終端通過該接口與調(diào)制解調(diào)器連接；在程序升級狀態(tài)下，可通過該接口 利用PC機(jī)更新調(diào)制解調(diào)器內(nèi)部的基帶處理程序和控制程序。數(shù)據(jù)RAM4用于對輸入輸出數(shù) 據(jù)流進(jìn)行緩沖，以使數(shù)字信號和模擬信號之間的波特率相匹配。模擬前端芯片5通過SPI 總線與DSP連接，內(nèi)部包含單通道AD和DA轉(zhuǎn)換器，并且可以由軟件調(diào)節(jié)輸入輸出信號的增 益，其運(yùn)行模式由DSP控制。電臺(tái)接口電路6用于對輸入輸出的模擬信號進(jìn)行整形和濾波， 還對電臺(tái)的控制信號和狀態(tài)信號進(jìn)行電平變換。本實(shí)用新型適合多種基帶調(diào)制解調(diào)方式，下面僅以GMSK為例說明其調(diào)制解調(diào)過程。其調(diào)制過程如下用戶數(shù)據(jù)終端以RS-232電平將待發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送至模塊數(shù)據(jù)終 端接口電路1，數(shù)據(jù)終端接口電路1將數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換為TTL電平后連接至模塊CPU2的RXD 端；模塊CPU2接收到數(shù)據(jù)后，設(shè)置系統(tǒng)運(yùn)行于調(diào)制模式下，將數(shù)據(jù)通過并行總線寫入模塊 基帶信號處理DSP 3內(nèi)部，并寫入命令，使模塊基帶信號處理DSP 3啟動(dòng)調(diào)制過程，同時(shí)控 制PTT有效，啟動(dòng)電臺(tái)發(fā)射機(jī)；模塊基帶信號處理DSP 3依次對數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC編碼、卷積編 碼、分組交織、加入幀頭，然后進(jìn)行內(nèi)插并使用數(shù)字高斯低通濾波器進(jìn)行濾波，將濾波后的 比特流經(jīng)過SPI總線發(fā)送至模塊模擬前端芯片5，在這個(gè)過程中，將無法及時(shí)處理的數(shù)據(jù)存 入模塊數(shù)據(jù)RAM 4中進(jìn)行緩沖；模塊模擬前端芯片5將比特流變換為模擬信號Aout，經(jīng)模 塊電臺(tái)接口電路6濾波后接入電臺(tái)的TFSK接口，由發(fā)射機(jī)調(diào)制為高頻信號進(jìn)行發(fā)射。其解調(diào)過程如下當(dāng)模擬電臺(tái)檢測到有效載波信號時(shí)，將信號解調(diào)至基帶，形成鑒頻輸出信號RFSK，同時(shí)載波檢測CD有效；模塊電臺(tái)接口電路6對RFSK信號進(jìn)行濾波放大， 連接至模塊模擬前端芯片5的Ain輸入端，進(jìn)行采樣變換，同時(shí)將變換后的CDn信號連接 至模塊CPU 2，使模塊CPU 2設(shè)置系統(tǒng)運(yùn)行于解調(diào)模式下；采樣得到的數(shù)據(jù)流經(jīng)SPI總線發(fā) 送至模塊基帶信號處理DSP 3，由模塊基帶信號處理DSP 3依次進(jìn)行匹配濾波、同步時(shí)鐘提 取、抽樣判決、解交織、Viterbi譯碼、CRC校驗(yàn)，得到解調(diào)數(shù)據(jù)，然后產(chǎn)生中斷信號INT，觸發(fā) 模塊CPU 2產(chǎn)生中斷；模塊CPU2在中斷處理中，從模塊基帶信號處理DSP 3的內(nèi)部存儲(chǔ)器 中讀取已解調(diào)數(shù)據(jù)，并經(jīng)模塊數(shù)據(jù)終端接口電路1進(jìn)行RS-232電平轉(zhuǎn)換后，發(fā)送至用戶數(shù) 據(jù)終端。
權(quán)利要求一種可編程基帶調(diào)制解調(diào)器，其特征是其由數(shù)據(jù)終端接口、單片機(jī)、數(shù)字基帶信號處理單元、數(shù)據(jù)緩沖器、模擬前端和電臺(tái)接口組成，數(shù)據(jù)終端接口與單片機(jī)系統(tǒng)之間雙向連接用作數(shù)據(jù)收發(fā)接口的同時(shí)還用于軟件升級；單片機(jī)用于系統(tǒng)運(yùn)行模式控制與數(shù)字基帶信號處理單元通過并行總線連接；數(shù)字基帶信號處理單元是系統(tǒng)的核心單元，執(zhí)行信道編碼、交織、匹配濾波等算法，還控制與其連接的模擬前端進(jìn)行數(shù)字信號和模擬信號之間的相互轉(zhuǎn)換；數(shù)據(jù)緩沖器與數(shù)字基帶信號處理單元連接用于進(jìn)行數(shù)據(jù)包的雙向緩沖；電臺(tái)接口電路與模擬前端之間雙向連接用于對調(diào)制解調(diào)器輸入輸出的模擬信號進(jìn)行整形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可編程基帶調(diào)制解調(diào)器，其特征是所述的模擬前端通過SPI 總線與DSP連接，內(nèi)部包含單通道AD和DA轉(zhuǎn)換器，并且可以由軟件調(diào)節(jié)輸入輸出信號的增 益，其運(yùn)行模式由DSP控制。
專利摘要本實(shí)用新型公開的可編程基帶調(diào)制解調(diào)器由數(shù)據(jù)終端接口、單片機(jī)、數(shù)字基帶信號處理單元、數(shù)據(jù)緩沖器、模擬前端和電臺(tái)接口組成，數(shù)據(jù)終端接口與單片機(jī)系統(tǒng)之間雙向連接用作數(shù)據(jù)收發(fā)接口的同時(shí)還用于軟件升級；單片機(jī)用于系統(tǒng)運(yùn)行模式控制與數(shù)字基帶信號處理單元通過并行總線連接；數(shù)字基帶信號處理單元是系統(tǒng)的核心單元，執(zhí)行信道編碼、交織、匹配濾波等算法，還控制與其連接的模擬前端進(jìn)行數(shù)字信號和模擬信號之間的相互轉(zhuǎn)換；數(shù)據(jù)緩沖器與數(shù)字基帶信號處理單元連接用于進(jìn)行數(shù)據(jù)包的雙向緩沖；電臺(tái)接口電路與模擬前端之間雙向連接用于對調(diào)制解調(diào)器輸入輸出的模擬信號進(jìn)行整形。具有較大的靈活性，可以滿足不同用戶的需求，而不需要改變?nèi)魏闻c硬件相關(guān)的內(nèi)容。
文檔編號H04L25/02GK201601687SQ200920297298
公開日2010年10月6日 申請日期2009年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日
發(fā)明者范鋒, 趙明淵, 趙星, 馬延峰 申請人:凱邁(洛陽)電子有限公司