用直扩MODEM和GPS实现的网型无线通信系统
发布时间:2008/5/29 0:00:00 访问次数:407
摘要：提出了由直扩modem、gps、通信控制器和dte终端组成的网络无线通信系统工作原理、组成及实现方法，给出了系统的硬件框图和软件流程图，并介绍了它的一种典型应用。
关键词：gps接收机 直扩mdoem 网型 通信系统
gps（全球定位系统）是美国国防部为军事目的而建立的，实现陆海空的导航和定位，可以提供两种服务，其一为精密定位服务（pps），使用p码；其二为标准定位（sps），使用c/a码。同时，gps还可以提供精确的秒脉冲信号，结合gps数据中的时钟信息，实现所需的系统时隙同步。
本文提出的系统正是根据gps的这一特性，利用直扩modem和通信控制器，为dte终端提供无线数据通信功能。系统为每个工作站设置不同的工作时隙，在gps定时信息的协调下，完成系统内各工作站之间数据的收/发。该系统作为网络无线系统，可广泛应用于军事、交通、商业等领域。
1 系统组成及工作原理
系统由若干工作站组成。根据工作站的多少，划分周期的长短；在一个周期内，又分为若干个时隙，每个工作站分配一个发送时隙。在本系统中，周期为1s，每个时隙50ms，每个工作站利用gps秒脉冲和数据信息，根据系统设置的发磅时隙完成数据的发送。当一个工作站发送时，其余工作站都处于接收状态，系统组成如图1所示。
每个工作站包括：直扩modem、通信控制器、gps接收机和dte终端。直扩modem采用半双工方式工作，通俗控制器控制它的收/发转换，最高工作速率可达76.8kbps，本系统采用9.6kbps，数据格式为1个起始位、8个数据位、1个停止位、无奇偶校验位。通信控制器负责整个系统的控制工作，它完成三方面的工作：其一是接收gps的秒脉冲信号和gps的时间信息，为系统提供时隙定时；其二是与dte终端进行数据交换；最后实现与直扩modem的数据交换。gps接收机为通信控制提供秒脉冲信号和gps的时间信息。dte终端形成欲发送的信息并接收通信控制器送来的其它工作站的信息。无线直扩modem为工作站的收发信机，它的收发状态由通信控制器管理。工作站的组成框图如图2所示。
本系统每个工作站发送一次的数据量为40字节，modem速率9.6kbps。考虑到modem的收发转换时间和每个时隙的保护时间，每个时隙大小定为50ms，定义一个周期为1s，系统容量为20个工作站。系统内每个工作站采用相同的pn码，并且每个工作站预先设置一个发送时隙。当系统的工作时隙与工作站的预置时隙相同时，该工作站处于发送状态；而在其他时隙，该工作站一直处于接收状态，接收其它工作站发来的信息。
2 工作站的硬件设计与实现
工作站由直扩modem、通信控制器、gps接收机和dte终端等四部分组成，图3是其电路连接图。
gps接收机和dte数据终端与通信控制器采用rs-232接口，通信控制器使用2片8251。其中，8251（i）将收到的gps信息送至mcu 89c51（i），89c51（i）通过自身串口将dte终端的数据发往直扩modem，8251（ii）接收直扩mdoem收到的其它工作站的数据，并将其送往本工作站的dte终端。通信控制器中的工作时隙设置规定了该工作站的发送时隙。两片max238实现rs-232与ttl电平转换，其中，秒脉冲为89c51（i）提供时隙定时中断，在系统时间为该工作站发送时隙时，89c51（i）产生中断int给89c51（ii），89c51（ii）输出/ptt有效信号，使射频模块完成收/发转换。
直扩modem主要由扩频芯片w9310、射频模块w9360、mcu 89c51（ii）和直扩modem的参数预置等电路组成。该扩频芯片的码长32位，pn由mcu设定，可以全双工或半双工方式工作。它的发射功率分为高低两档，如果达不到想要的传输距离，可外接功放；直扩modem可根据系统的作用距离、传输速率及工作方式等灵活设置，89c51（ii）除设置直扩modem的工作状态外，还接收通信控制器中89c51（i）送来的收发中断int信号，使射频模块完成收/发转换，建立通信链路。
系统中接收和发送的数据均由dte终端提供。
gps的数据中除时间信息外，还包括经度、纠度及速度等其它信息。这里，仅读取它时间信息，结合gps秒脉冲，实现系统的时隙定时。gps的数据格式如下：
公网安备44030402000607
