WLAN（Wireless LAN）具有網絡配置靈活、組網迅速、用戶/終端可移動、適應性強、安裝維護方便等優(yōu)點，因此越來越受重視。本文利用WLAN芯片和DSP芯片設計、制作了擴頻電臺的基帶處理模塊，該模塊利用WLAN成熟的無線傳輸技術和高速數字信號處理技術，具有設備簡單、配置靈活等優(yōu)點。

 

 

1.1 擴頻電臺的系統(tǒng)結構

 

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odem采用Intersil公司的WLAN芯片HFA3861B，該芯片支持IEEE802.11[1]IEEE802.11b[2]的物理層協(xié)議。基帶控制器采用TI公司的高速DSP-TMS320C5402[3]，該芯片具有較強的數字信號處理能力?；鶐幚砟K主要以HFA3861B構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，最大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)務數據（話音和異步數據）的讀寫

 

（1）通過RS232串行口與微機交換異步數據，串口速率為38.4kbps。

 

（2）與聲碼器交換數字化語音信息。

 

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據業(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據業(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)送數據，在它的接收時隙接收數據。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)議轉換：把TDD的數據幀轉換成IEEE802.11幀格式。

 

·調制解調

 

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，其調制器框圖如圖3所示[4,5]。

 

輸入的8bits串行數據經過串/并轉換分成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的信息就被調制到8 chips的補碼上。得到的CCK碼字為復數編碼，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。由于I、Q兩路信號都進行AejQ的翻轉，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。

 

 

基帶Modem的任務主要由HFA3861B完成?；鶐Э刂破鞯娜蝿罩饕绍浖瓿桑?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)議實現框架

 

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

 

在驅動層基礎上完成對數據鏈路層核心協(xié)議的處理。這一層是軟件的主體部分，主要功能是對數據進行裝/解幀和上/下傳。此外，IEEE802.11協(xié)議主要支持異步數據業(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 數據收發(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據需要發(fā)送而且基帶Modem允許發(fā)送數據，即產生中斷通知控制器，然后控制器啟動發(fā)送程序，將數據傳送給Modem。Modem在接收到數據后，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調制，具有通信速率高（最高信道傳輸速率可達11Mbps）、抗干擾能力強等優(yōu)點。經過多次實驗表明，該模塊工作穩(wěn)定，通信可靠。此外，該模塊具有進一步的開發(fā)潛力，作為一種通用硬件平臺，易升級為具有多種通信功能的無線電臺（比如實時話音業(yè)務）。

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