賈 磊 沈艷河

(黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 開(kāi)封 475004)

0 引言

DWT(digital walkie-talkie)數(shù)字對(duì)講機(jī)的通信方式具有以下特點(diǎn)：即時(shí)溝通、一呼百應(yīng)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、運(yùn)營(yíng)成本低、不耗費(fèi)通話(huà)費(fèi)用、使用方便，同時(shí)還具有組呼通播、系統(tǒng)呼叫、機(jī)密呼叫等功能，而傳統(tǒng)對(duì)講機(jī)已經(jīng)不能滿(mǎn)足人們的需求。本文重點(diǎn)介紹數(shù)字對(duì)講機(jī)的設(shè)計(jì)方案以及C5509系列DSP在基帶信號(hào)處理中的應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)。

1 C55X系列DSP的介紹

數(shù)字信號(hào)處理器C55X系列DSP的片內(nèi)外設(shè)完成的主要功能包括采集原始數(shù)據(jù)、輸出處理結(jié)果、控制其他設(shè)備等。C55X的主要片內(nèi)外設(shè)有：ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器、可編程數(shù)字鎖相環(huán)時(shí)鐘發(fā)生器、指令緩沖、外部存儲(chǔ)器接口、直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)控制器、3個(gè)多信道緩沖串口、主機(jī)接口、2個(gè)16位的通用計(jì)數(shù)器、8個(gè)可配制的通用I/O引腳和FIFO積存器。

2 DWT的硬件結(jié)構(gòu)及基帶信號(hào)處理

DWT的硬件結(jié)構(gòu)，按其功能大致可分成以下幾個(gè)模塊：A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，語(yǔ)音處理模塊(壓縮和解壓縮)，基帶處理模塊，射頻處理模塊。本設(shè)計(jì)選用了適合的芯片及外圍模塊組成了一個(gè)完整的硬件結(jié)構(gòu)，如圖1所示。本系統(tǒng)基帶信號(hào)的處理中，DSP主要完成語(yǔ)音編解碼，數(shù)據(jù)的加擾和解擾、卷積編碼和VITERBI譯碼、交織和解交織、組幀和解幀等處理，圖2為DSP的基帶原理圖。

圖1 DWT的硬件結(jié)構(gòu)

圖2 DWT的基帶原理圖

(1)語(yǔ)音編解碼

對(duì)常用的幾種語(yǔ)音編碼的比較，作者選用的是ITU G.723.1中的代數(shù)碼本激勵(lì)線性預(yù)測(cè)(ACELP)算法，速率為5.3kbit/s，算法延時(shí)為 37.5ms。

(2)卷積編解碼

采用的(2，1，9)卷積碼，每輸入一個(gè)信息比特經(jīng)編碼產(chǎn)生兩個(gè)輸出比特，其約束長(zhǎng)度N=9，代表編碼后的2個(gè)碼元，不但與當(dāng)前輸入碼段有關(guān)，而且與前面8個(gè)輸入碼段的信息有關(guān)，編碼效率為1/2。

(3)交織與解交織

一般的糾錯(cuò)碼，都是用來(lái)糾正隨機(jī)錯(cuò)誤的，但在實(shí)際的通信系統(tǒng)中常常出現(xiàn)突發(fā)性錯(cuò)誤，就需要用到交織碼，達(dá)到糾正突發(fā)錯(cuò)誤的目的。作者采用的是矩陣形式處理，交織采用bit交織，交織的大小14*16。設(shè)置兩個(gè)存放數(shù)據(jù)的寄存器，交織時(shí)以16列寫(xiě)入，收端以14行讀出。解交織是交織的逆過(guò)程，因而在編程實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，只需將交織程序稍加修改就可以。

(4)加擾與解擾

(5)組幀

組幀采用的是HDLC(面向比特的協(xié)議)格式，在HDLC中，數(shù)據(jù)和控制報(bào)文均以幀的標(biāo)準(zhǔn)格式傳送。

3 軟件流程

DSP在基帶處理過(guò)程中的軟件框圖，如圖3所示。

圖3 DSP的軟件流程

4 結(jié)論

隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)無(wú)線通信質(zhì)量的要求的提高以及譜資源的日益高漲，DWT必將有著巨大的市場(chǎng)需求。本次設(shè)計(jì)作者的原代碼采用的是c語(yǔ)言和匯編混合使用，還有待優(yōu)化，尤其是語(yǔ)音壓縮編解碼部分，可使用全匯編語(yǔ)言，以提高語(yǔ)音的性能。實(shí)驗(yàn)證明，基于c5509的數(shù)字對(duì)講機(jī)，具有保密性好，話(huà)音質(zhì)量高，安全可靠的特點(diǎn)，可發(fā)送語(yǔ)音，數(shù)據(jù)，信息等功能。在數(shù)字機(jī)群領(lǐng)域，DWT將有很大的應(yīng)用前景。

[1]趙王勝.GSM手機(jī)綜測(cè)儀基帶板的硬件和底層軟件設(shè)計(jì)[D].成都：電子科技大學(xué)，2002

[2]張引合.語(yǔ)音壓縮編碼 G.723.1標(biāo)準(zhǔn)的研究[D]。重慶大學(xué)，2003

[3]彭啟棕，武樂(lè)琴，張艦.TMS320VC55X系列 DSP的CPU與外設(shè)[M].清華大學(xué)出版社，2005

[4]曹志剛，錢(qián)亞生.現(xiàn)代通信原理[M]。清華大學(xué)出版社，2006

[5][美]Temas Instruments Incorporated.TMS320C55x DSP CPU Reference Guide

[6]王文欽，查光明，蔡竟業(yè).C55x系列DSP在基帶信號(hào)處理中的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn).DSPF專(zhuān)欄，2003

[7]SPRS205JTMS320C5509A Fixed-Point Digital Signal Processor Data Manual[M].Texas Instruments，2007