专利名称：一种可编程基带调制解调器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种可编程基带调制解调器，属于窄带调频无线通信的基带信号 处理技术领域。
背景技术：
在短波和超短波无线数据传输应用中，较多采用模拟调频电台与基带调制解调器 相配合的应用模式，利用语音频带进行数据传输。这种应用模式成本较低，而且可利用国家 无线电委员会规定的数据传输频段组成专用的无线网络。与公众网相比，专用网具有安全 性高、实时性好、运营费用低等优点，因此在电力负荷控制、水文监测、交通监控、军事通信 等系统中得到广泛应用。目前，国内常用的模拟电台多为高性能进口电台，技术相对成熟 和稳定，而基带调制解调器则由各厂家根据具体的应用进行设计，没有形成完全统一的应 用规范。国内现有的此类调制解调器一般基于专用芯片实现，常见的调制方式有FSK、MSK、 GMSK、QPSK等，速率也分为1200bps、2400bps、4800bps、9600bps等几种，另外，还存在同步 序列、差错控制方式等技术差异，这就导致产品的种类繁多、升级困难、兼容性差，从而给专 用无线数据传输网络的组网带来很大的不便，限制了无线数传频率资源的充分利用，也阻 碍了行业的发展。
发明内容本实用新型的主要目的是提供一种数字基带可编程的调制解调器。它的基带信号 处理算法通过软件编程实现，可利用电脑通过串口对其软件进行升级，在不改变硬件的前 提下，能够轻松更新系统的调制解调方式和数据帧格式，还可以实现信道速率的自适应，还 可对差错控制算法进行灵活改进，以提高系统的通信成功率。本实用新型为了实现上述目的所采用的技术方案如下其由数据终端接口、单片 机、数字基带信号处理单元、数据缓冲器、模拟前端和电台接口组成，数据终端接口与单片机 系统之间双向连接用作数据收发接口的同时还用于软件升级；单片机用于系统运行模式控 制与数字基带信号处理单元通过并行总线连接；数字基带信号处理单元是系统的核心单元， 执行信道编码、交织、匹配滤波等算法，还控制与其连接的模拟前端进行数字信号和模拟信号 之间的相互转换；数据缓冲器与数字基带信号处理单元连接用于进行数据包的双向缓冲；电 台接口电路与模拟前端之间双向连接用于对调制解调器输入输出的模拟信号进行整形。与现有技术相比，本实用新型具有较大的灵活性，其调制解调、纠错编码、符号同 步、帧格式处理、匹配滤波等关键技术均由软件编程实现，并通过数据终端接口固化到芯片 内部，通过加载不同的程序，可以满足不同用户的需求，而不需要改变任何与硬件相关的内 容。由于所使用的处理器均为通用型处理器，实现成本上也有所降低。
图1为本实用新型的原理结构框图；[0007]图2为本实用新型的一个实施例的电路原理图。图中1、数据终端接口电路，2、CPU，3、基带信号处理DSP，4、数据RAM，5、模拟前端 芯片，6、电台接口电路。
具体实施方式
结合附图，给出本实用新型的一个实施例。如图1所示，数字基带可编程的调制解调器由数据终端接口、单片机系统、数字基 带信号处理单元、数据缓冲器、模拟前端和电台接口组成，数据终端接口与单片机系统之间 双向连接用作数据收发接口的同时还用于软件升级；单片机系统用于系统运行模式控制， 与数字基带信号处理单元之间通过并行总线连接；数字基带信号处理单元是系统的核心单 元，执行信道编码、交织、匹配滤波等算法，还控制与其连接的模拟前端进行数字信号和模 拟信号之间的相互转换；数据缓冲器与数字基带信号处理单元连接用于进行数据包的双向 缓冲；电台接口电路用于对调制解调器输入输出的模拟信号进行整形。如图2所示为本实用新型应用于数据终端设备和模拟电台之间进行信号的调制 和解调实施例。它包括数据终端接口电路1、CPU2、基带信号处理DSP3、数据RAM4、模拟前 端芯片5、电台接口电路6。基带信号处理DSP3采用通用DSP处理器，是系统的运算核心， 通过运行于内部空间的程序实现数据帧格式处理、纠错编码、解码、数字滤波器、调制解调、 同步等数字基带算法。CPU2是系统的控制核心，采用内部Flash空间较大的8051微控制 器。它通过并行总线与DSP进行数据交换，除了控制系统的运行模式外，还用于存储DSP的 目标代码。数据终端接口电路1用于对数据接收和数据发送的信号电平进行转换，在正常工 作状态下，用户数据终端通过该接口与调制解调器连接；在程序升级状态下，可通过该接口 利用PC机更新调制解调器内部的基带处理程序和控制程序。数据RAM4用于对输入输出数 据流进行缓冲，以使数字信号和模拟信号之间的波特率相匹配。模拟前端芯片5通过SPI 总线与DSP连接，内部包含单通道AD和DA转换器，并且可以由软件调节输入输出信号的增 益，其运行模式由DSP控制。电台接口电路6用于对输入输出的模拟信号进行整形和滤波， 还对电台的控制信号和状态信号进行电平变换。本实用新型适合多种基带调制解调方式，下面仅以GMSK为例说明其调制解调过程。其调制过程如下用户数据终端以RS-232电平将待发送数据发送至模块数据终 端接口电路1，数据终端接口电路1将数据信号转换为TTL电平后连接至模块CPU2的RXD 端；模块CPU2接收到数据后，设置系统运行于调制模式下，将数据通过并行总线写入模块 基带信号处理DSP 3内部，并写入命令，使模块基带信号处理DSP 3启动调制过程，同时控 制PTT有效，启动电台发射机；模块基带信号处理DSP 3依次对数据进行CRC编码、卷积编 码、分组交织、加入帧头，然后进行内插并使用数字高斯低通滤波器进行滤波，将滤波后的 比特流经过SPI总线发送至模块模拟前端芯片5，在这个过程中，将无法及时处理的数据存 入模块数据RAM 4中进行缓冲；模块模拟前端芯片5将比特流变换为模拟信号Aout，经模 块电台接口电路6滤波后接入电台的TFSK接口，由发射机调制为高频信号进行发射。其解调过程如下当模拟电台检测到有效载波信号时，将信号解调至基带，形成鉴频输出信号RFSK，同时载波检测CD有效；模块电台接口电路6对RFSK信号进行滤波放大， 连接至模块模拟前端芯片5的Ain输入端，进行采样变换，同时将变换后的CDn信号连接 至模块CPU 2，使模块CPU 2设置系统运行于解调模式下；采样得到的数据流经SPI总线发 送至模块基带信号处理DSP 3，由模块基带信号处理DSP 3依次进行匹配滤波、同步时钟提 取、抽样判决、解交织、Viterbi译码、CRC校验，得到解调数据，然后产生中断信号INT，触发 模块CPU 2产生中断；模块CPU2在中断处理中，从模块基带信号处理DSP 3的内部存储器 中读取已解调数据，并经模块数据终端接口电路1进行RS-232电平转换后，发送至用户数 据终端。
权利要求一种可编程基带调制解调器，其特征是其由数据终端接口、单片机、数字基带信号处理单元、数据缓冲器、模拟前端和电台接口组成，数据终端接口与单片机系统之间双向连接用作数据收发接口的同时还用于软件升级；单片机用于系统运行模式控制与数字基带信号处理单元通过并行总线连接；数字基带信号处理单元是系统的核心单元，执行信道编码、交织、匹配滤波等算法，还控制与其连接的模拟前端进行数字信号和模拟信号之间的相互转换；数据缓冲器与数字基带信号处理单元连接用于进行数据包的双向缓冲；电台接口电路与模拟前端之间双向连接用于对调制解调器输入输出的模拟信号进行整形。
2.根据权利要求1所述的可编程基带调制解调器，其特征是所述的模拟前端通过SPI 总线与DSP连接，内部包含单通道AD和DA转换器，并且可以由软件调节输入输出信号的增 益，其运行模式由DSP控制。
专利摘要本实用新型公开的可编程基带调制解调器由数据终端接口、单片机、数字基带信号处理单元、数据缓冲器、模拟前端和电台接口组成，数据终端接口与单片机系统之间双向连接用作数据收发接口的同时还用于软件升级；单片机用于系统运行模式控制与数字基带信号处理单元通过并行总线连接；数字基带信号处理单元是系统的核心单元，执行信道编码、交织、匹配滤波等算法，还控制与其连接的模拟前端进行数字信号和模拟信号之间的相互转换；数据缓冲器与数字基带信号处理单元连接用于进行数据包的双向缓冲；电台接口电路与模拟前端之间双向连接用于对调制解调器输入输出的模拟信号进行整形。具有较大的灵活性，可以满足不同用户的需求，而不需要改变任何与硬件相关的内容。
文档编号H04L25/02GK201601687SQ200920297298
公开日2010年10月6日 申请日期2009年12月28日 优先权日2009年12月28日
发明者范锋, 赵明渊, 赵星, 马延峰 申请人:凯迈(洛阳)电子有限公司