基于dsp平台的无线电自适应调制解调器的制造方法
【专利摘要】本发明是基于DSP平台的无线电自适应调制解调器，其中数字接口单元信号输出/入端与处理单元第一信号输入/出端对应相接，处理单元第二信号输出/入端与DSP单元第一信号输入/出端对应相接，DSP单元第二信号输出/入端和模拟接口单元对应相接；电源输出端与处理单元、DSP单元、数字接口单元和模拟接口单元电源输入端相接。优点：具备2400bps-MSK、9600bps-QPSK、19200bps-16QAM、38400-16QAM不同速率和调制方式自适应调制解调，适应不同系统和条件，用基带信号带宽压缩、自适应均衡算法，提高系统改造中对电台种类性能兼容性，不增加成本可灵活扩展、升级其他高速调制解调方式。
【专利说明】
基于DSp平台的无线电自适应调制解调器
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种基于DSP平台的无线电自适应调制解调器，属于无线数传【技术领域】。
【背景技术】
[0002]在国网“十二五”电网智能化规划“全覆盖、全采集、全费控”的要求下，当前各地用电信息采集系统均获得长足的发展。2011年实施的国家《电力需求侧管理办法》第十八条规定，100KVA以上专变用户需采用控制型终端，近期国家电网文件更明确“专变用光纤、专网”的要求。因此，专网系统的建设将在全国更大范围内铺开，市场需求潜力巨大，专网产品面临着新的更大的发展机遇。随着技术的发展，在用电信息采集系统多年来发展的历程中，230M专网终端经历了 1200bps、2400bps、9600bps、19200bps通讯速率的不断提升和演变的过程。在国网智能电网建设的要求下，现有的用电信息采集系统对专变用户进行用电信息采集、负荷监控、有序用电等工作也越来越深入和重要，现有的系统也面临着扩容和改造的需求。对于专变采集终端来说，如何适应原有系统主站和新建主站间的差异，实现良好的兼容性的需求也越发迫切。本终端用调制解调器就是充分考虑兼容原有信道的基础上，采用了最新的软件无线电技术，融合了 230M最新窄带超高速技术，实现系统改造的低成本优势，同时大幅提高系统的实用性能。
【发明内容】
[0003]本发明提出的是一种基于DSP平台的无线电自适应调制解调器，用于电力负荷控制系统中兼容230MHz专网多种bps信道组网的专变采集终端，其目的旨在满足现有系统存在的多种bps专网信道的需求，实现对现有系统信道良好的兼容性，解决系统组网困难、终端改造难度大、终端信道兼容性差等问题，从而实现最新专网技术同老系统的完美兼容和统一 O
[0004]本发明的技术解决方案:基于DSP平台的无线电自适应调制解调器，其结构是数字接口单兀的信号输出/输入端与处理单兀(ARM)的第一信号输入/输出端对应相接，处理单兀(ARM)的第二信号输出/输入端与DSP单兀的第一信号输入/输出端对应相接，DSP单元的第二信号输出/输入端和模拟接口单元对应相接；电源输出端与处理单元(ARM)、DSP单元、数字接口单元和模拟接口单元的电源输入端相接。
[0005]数字处理单元中的bootloader协议单元,ARM业务应用协议单元,ARM和DSP通信协议单元组成。其中bootloader协议单元完成ARM及DSP程序的升级、更新。ARM业务应用协议单元完成和外部终端的协议交互，数据收发，状态查询。ARM和DSP通信协议单元，完成DSP程序的加载，ARM和DSP之间的数据收发，参数配置。
[0006]本发明的优点:
I)通信速率自适应，可适应目前市场上主流的所有230M信道的调制解调方式，有效保障了原有系统的兼容性，同时提升系统速率及功能，大大降低了系统的改造的风险； 2)支持无线传输速率最高为38.4Kbps数据流传输，38.4kbps通道采用I/Q调制解调、前向纠错和自适应均衡，采用独特流时序控制技术；
3)为适应在旧电台上改造，采用了频谱搬移技术，将原来的能量集中在低频的基带信号搬移到副载波频点上，是原有旧电台也能实现高速通信，有效保护了用户已有的投资；
4)信道速率的自适应，可以兼顾恶劣通信信道下的成功率(最低通信速率到2400bps)。自动识别发送方所采用的信道速率，正确地解调各种速率的信号；
5)具有场强及信号质量监测功能:采集接收的信号场强、信号质量等信息，系统可计算出对该终端数据采集最佳的多级、对称或非对称的路由，解决基站覆盖区内通讯盲点的通讯问题；
6)灵活的通信配置功能，可根据实际的通信环境或远近采用不同的通信速率，对于距离远，场强弱的点采用9600bps或者是更低的2400bps，以保证通信的可靠性，而对场强强的点采用19200bps、38400bps的高速率，节省通信时间。这样同时兼顾了通信的可靠性和有效性。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]附图1是基于DSP平台的无线电自适应调制解调器结构框图。
[0008]附图2是无线电调制解调器的发送、接收的工作流程示意图。
【具体实施方式】
[0009]对照附图1，基于DSP平台的无线电自适应调制解调器，其结构是数字接口单元的信号输出/输入端与处理单元(ARM)的第一信号输入/输出端对应相接，处理单元(ARM)的第二信号输出/输入端与DSP单元的第一信号输入/输出端对应相接，DSP单元的第二信号输出/输入端和模拟接口单元对应相接；电源输出端与处理单元(ARM)、DSP单元、数字接口单元和模拟接口单元的电源输入端相接。
[0010]所述的数字接口单元配置了 I路TTL/RS232输入输出接口、I路PTT发送控制接口、I路电源输入接口 ；
其中I路TTL/RS232输入输出接口，与专变终端的串口相接，实现调制解调数据的收发的控制，调制解调板工作状态监控及配置；
I路PTT发送控制接口与专变终端的发送控制端口相接，实现对调制解调器发送的控制；
I路电源输入接口与专变终端的电源相连，为整个调制解调板提供外部工作电源。
[0011]所述的处理单元是一个由ARM7芯片为核心的数字处理单元，对来自数字接口单元的各种数据进行分析处理，包括
O查询版本、场强大小、信号质量、和频偏大小数据命令；
2)设置频偏大小、导频码时间长度的数据命令；
3)收发通信数据。
[0012]所述处理单元程序由bootloader程序，通信应用程序，DSP程序构成，由bootloader程序支持调制解调器的本地及远程升级，处理单元和DSP单元通过HPI总线通信，DSP的程序保存在处理单元ARM7中，上电及复位后，处理单元通过HPI总线给DSP加载程序，加载完毕后，DSP运行，DSP程序的外加载方式，便于算法程序的更新升级，提高了系统的灵活性和适应性，处理单元配备有标准的RS232 口或TTL-232端口，供现场通讯。
[0013]DSP单元由DSP和AD/DA组成，其中，DSP采用软件无线电技术，在230M信道下，对音频信号完成 2400bps MSK,9600bps QPSK 和 19200bps 16QAM,38400 16QAM 四种通信方式的调制解调。
[0014]如图2所示:无线电调制解调器发送、接收的工作流程，包括发送、接收两部分，其中接收部分是HPI接口的输出信号接入生成突发帧，生成突发帧的信号输出接入发送控制器，发送控制器的第一信号输出接入MSK调制器的信号输入，发送控制器的第二信号输出接入NQAM调制器的信号输入端，MSK调制器的信号输出接入输出缓存器的第一信号输入端，NQAM调制器的信号输出接入输出缓存器的第二信号输入端,输出缓存器的信号输出接入DMA中断的信号输入端，DMA中断的信号输出端接入AD7311的输入端；发送部分是AD7311的信号输出端接入能量检测器的信号输入端，能量检测器的信号输出接入多载波判决，由多载波判决的结果信号分别接入解调器中的MSK解调器的第一信号输入端和NQAM解调器的第一信号输入端和载波同步器的信号输入端，载波同步器的信号输出接入解调器中的MSK解调器的第二信号输入端和NQAM解调器的第二信号输入端,解调器的第一信号输出接入巾贞同步器的信号输入端，巾贞同步器的第一信号输出端接入均衡器的第一信号输入端，解调器的第二信号输出接入均衡器的第二信号输入端，均衡器的信号输出接入判决单元的第一信号输入端，帧同步器的第二信号输出端接入判决单元的第二信号输入端。
[0015]针对话音FM电台的通带的幅频特性不是很好和无线信道的特点，接收方需要对通带的幅频特性进行估计和校准。校准的依据是根据发送方发送的同步波形和信道估值码波形的畸变特性进行信道估值和校准(信道均衡)。
【权利要求】
1.基于DSP平台的无线电自适应调制解调器，其结构是数字接口单元的信号输出/输入端与处理单元(ARM)的第一信号输入/输出端对应相接，处理单元(ARM)的第二信号输出/输入端与DSP单兀的第一信号输入/输出端对应相接，DSP单兀的第二信号输出/输入端和模拟接口单元对应相接；电源输出端与处理单元(ARM)、DSP单元、数字接口单元和模拟接口单元的电源输入端相接。
2.根据权利要求1所述的基于DSP平台的无线电自适应调制解调器，其特征是所述数字处理单元包括bootloader协议单元，ARM业务应用协议单元，ARM和DSP通信协议单元，其中bootloader协议单元完成ARM及DSP程序的升级、更新；ARM业务应用协议单元完成和外部终端的协议交互，数据收发，状态查询；ARM和DSP通信协议单元，完成DSP程序的加载，ARM和DSP之间的数据收发，参数配置。
3.根据权利要求1所述的基于DSP平台的无线电自适应调制解调器，其特征是所述的数字接口单元配置了 I路TTL/RS232输入输出接口、I路PTT发送控制接口、I路电源输入接口 ； 其中I路TTL/RS232输入输出接口，与专变终端的串口相接，实现调制解调数据的收发的控制，调制解调板工作状态监控及配置； I路PTT发送控制接口与专变终端的发送控制端口相接，实现对调制解调器发送的控制； I路电源输入接口与专变终端的电源相连，为整个调制解调板提供外部工作电源。
4.根据权利要求1所述的基于DSP平台的无线电自适应调制解调器，其特征是所述的处理单元是一个由ARM7芯片为核心的数字处理单元，对来自数字接口单元的各种数据进行分析处理，包括 1)查询版本、场强大小、信号质量、和频偏大小的数据命令； 2)设置频偏大小、导频码时间长度的数据命令； 3)收发通信数据； 所述处理单元由bootloader程序支持调制解调器的本地及远程升级，处理单元和DSP单元通过HPI总线通信，DSP的程序保存在处理单元ARM7中，上电及复位后，处理单元通过HPI总线给DSP加载程序，加载完毕后,DSP运行，DSP程序的外加载方式，便于算法程序的更新升级，提高了系统的灵活性和适应性，处理单元配备有标准的RS232 口或TTL-232端口，供现场通讯。
5.根据权利要求1所述的基于DSP平台的无线电自适应调制解调器，其特征是所述的DSP单元由DSP和AD/DA组成，其中，DSP采用，在230M信道下，对音频信号完成2400bpsMSK,9600bps QPSK 和 19200bps 16QAM ,38400bps 16QAM 四种通信方式的调制解调。
6.根据权利要求1所述的基于DSP平台的无线电自适应调制解调器的工作流程，其特征是包括发送、接收两部分，其中接收部分是HPI接口的输出信号接入生成突发帧，生成突发帧的信号输出接入发送控制器，发送控制器的第一信号输出接入MSK调制器的信号输入，发送控制器的第二信号输出接入NQAM调制器的信号输入端，MSK调制器的信号输出接入输出缓存器的第一信号输入端，NQAM调制器的信号输出接入输出缓存器的第二信号输入端，输出缓存器的信号输出接入DMA中断的信号输入端，DMA中断的信号输出端接入AD7311的输入端；发送部分是AD7311的输出端接入能量检测器的信号输入端，能量检测器的信号输出接入多载波判决，由多载波判决的结果信号分别接入解调器中的MSK解调器的第一信号输入端和NQAM解调器的第一信号输入端和载波同步器的信号输入端,载波同步器的信号输出接入解调器中的MSK解调器的第二信号输入端和NQAM解调器的第二信号输入端，解调器的第一信号输出接入巾贞同步器的信号输入端，巾贞同步器的第一信号输出端接入均衡器的第一信号输入端，解调器的第二信号输出接入均衡器的第二信号输入端，均衡器的信号输出接入判决单元的第一信号输入端，帧同步器的第二信号输出端接入判决单元的第二信号输入端。
【文档编号】H04M11/06GK104363362SQ201410692603
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月27日 优先权日:2014年11月27日
【发明者】颜庭乔, 陆健友, 段迎春 申请人:南京新联电子股份有限公司, 南京致德电子科技有限公司