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用STEL-2000A设计扩频遥控系统

发布时间:2008/5/27 0:00:00 访问次数:595

作者:四川绵阳中国工程物理研究院919信箱515分箱(621900)丁 勇

来源:《电子技术应用》

摘要:介绍stel-2000a的特点、内部结构及性能,给出了它在一扩频遥控系统中的应用实例,包括硬件设计和软件设计两部分,硬件部分着重stel-2000a的接口设计,软件部分着重stel-2000a的内部编程。 关键词:扩频 pn码 采样 编程 近年来,随着无线通信设备的迅猛增长,空间的电磁环境变得愈来愈复杂,相互间的干扰现象层出不穷。在对可靠性要求较高的场合,如保安、调度、指挥等,传统的调幅、调频通信系统,由于其抗干扰能力较弱,已不能很好地发挥作用。扩频通信技术以其抗干扰能力强、保密性好、能抗多径衰落、在采用低信号功率谱密度时对同频段内其它通信设备干扰小等优点,在军用民用通信领域均得到了广泛的应用。stel-2000a是美国standford telecom公司与zilog公司联合研制的单片全数字扩频处理器,具有很哟的信息处理能力,可应用于多种无线扩频系统中,如无线局域网、无绳电话及其它数据传输和处理系统。 1 stel-2000a的特点及结构 stel-2000a的主要特点有: ·在单片cmos集成电路中完成直接序列扩频及其突发包的调制解调等全部工作; ·1bit数据可扩展成11~64位扩频码(chips),最高扩频码率为22mchips/s; ·两具完全独立的64位的伪随机码序列分别用于同步头和数据的扩展处理; ·支持全双工和半双工操作,可实现频分双工和的分双工; ·可进行中频直接采样; ·具有丰富的可编程功能使之支持各种工作模式; ·具有功率管理的特点便于实施发射功率控制; ·100脚的pqfp封装,可使设备体积减小。 图1是stel-2000a的结构框图。它将数字下变频器、pn匹配滤波器、差分解调器等集成在一个接收部分里,其输入是经a/d转换后的数字中频信号rxiin7-0和rxqin7-0;发送部分包括差分bpsk/qpsk编码器、pn码调制器以及bpsk/qpsk调制器等,其输出是送给~外部d/a转换器的数字中频信号txifout7-0。 从结构上看,stel-2000a采用数字匹配滤波器(数字相关器)实现扩频信号的解扩,解决了一般扩频系统为之付出重大代价的伪随机码同步问题。另外,它采用的差分解调方式,避免了相干载波的提取和相位模糊问题,简化了系统的设计。 2 stel-2000a的性能 stel-2000a的pn码长度为11~64bit,扩频增益为10.4~18.1db,能在一个符号周期内实现对伪码的捕获。本人用spw通信系统仿真软件对setl-2000a的数学模型进行了仿真,得到了如下结果: ·数字匹配滤波器对扩频信号的载频来说是一个窄带滤波器,只有输入的信号为“零中频”时,才能得到最大的相关峰值。如下变频率频差不为0,即载频不为0时,数字匹配滤波器输出的相关峰值会减小。频差对相关峰值的影响见表1(pn码长64bit,pn码速率=1.024mchips/s)。

表1 频差对相关峰值的影响 频差/khz 0 5 10 15 相关峰值 1 0.847 0.469 0.165 衰减量/db 0 0.7 3.3 7.8 ·afc环路的鉴频器具有正弦鉴频特性,其鉴频函数为: g(△f)=ksin(2π△f/f) 其中△f为频差,f为符号率(在dbpsk调制方式时为数据传输率的一半)。当f/f<0.5时,afc环路能很好的锁定。如符号率为16kbps时,允许的最大频率差为8khz。 ·当pn码长度和速度一定时,下变频频差和调制方式是影响stel-2000a抗干扰性能的主要因素

作者:四川绵阳中国工程物理研究院919信箱515分箱(621900)丁 勇

来源:《电子技术应用》

摘要:介绍stel-2000a的特点、内部结构及性能,给出了它在一扩频遥控系统中的应用实例,包括硬件设计和软件设计两部分,硬件部分着重stel-2000a的接口设计,软件部分着重stel-2000a的内部编程。 关键词:扩频 pn码 采样 编程 近年来,随着无线通信设备的迅猛增长,空间的电磁环境变得愈来愈复杂,相互间的干扰现象层出不穷。在对可靠性要求较高的场合,如保安、调度、指挥等,传统的调幅、调频通信系统,由于其抗干扰能力较弱,已不能很好地发挥作用。扩频通信技术以其抗干扰能力强、保密性好、能抗多径衰落、在采用低信号功率谱密度时对同频段内其它通信设备干扰小等优点,在军用民用通信领域均得到了广泛的应用。stel-2000a是美国standford telecom公司与zilog公司联合研制的单片全数字扩频处理器,具有很哟的信息处理能力,可应用于多种无线扩频系统中,如无线局域网、无绳电话及其它数据传输和处理系统。 1 stel-2000a的特点及结构 stel-2000a的主要特点有: ·在单片cmos集成电路中完成直接序列扩频及其突发包的调制解调等全部工作; ·1bit数据可扩展成11~64位扩频码(chips),最高扩频码率为22mchips/s; ·两具完全独立的64位的伪随机码序列分别用于同步头和数据的扩展处理; ·支持全双工和半双工操作,可实现频分双工和的分双工; ·可进行中频直接采样; ·具有丰富的可编程功能使之支持各种工作模式; ·具有功率管理的特点便于实施发射功率控制; ·100脚的pqfp封装,可使设备体积减小。 图1是stel-2000a的结构框图。它将数字下变频器、pn匹配滤波器、差分解调器等集成在一个接收部分里,其输入是经a/d转换后的数字中频信号rxiin7-0和rxqin7-0;发送部分包括差分bpsk/qpsk编码器、pn码调制器以及bpsk/qpsk调制器等,其输出是送给~外部d/a转换器的数字中频信号txifout7-0。 从结构上看,stel-2000a采用数字匹配滤波器(数字相关器)实现扩频信号的解扩,解决了一般扩频系统为之付出重大代价的伪随机码同步问题。另外,它采用的差分解调方式,避免了相干载波的提取和相位模糊问题,简化了系统的设计。 2 stel-2000a的性能 stel-2000a的pn码长度为11~64bit,扩频增益为10.4~18.1db,能在一个符号周期内实现对伪码的捕获。本人用spw通信系统仿真软件对setl-2000a的数学模型进行了仿真,得到了如下结果: ·数字匹配滤波器对扩频信号的载频来说是一个窄带滤波器,只有输入的信号为“零中频”时,才能得到最大的相关峰值。如下变频率频差不为0,即载频不为0时,数字匹配滤波器输出的相关峰值会减小。频差对相关峰值的影响见表1(pn码长64bit,pn码速率=1.024mchips/s)。

表1 频差对相关峰值的影响 频差/khz 0 5 10 15 相关峰值 1 0.847 0.469 0.165 衰减量/db 0 0.7 3.3 7.8 ·afc环路的鉴频器具有正弦鉴频特性,其鉴频函数为: g(△f)=ksin(2π△f/f) 其中△f为频差,f为符号率(在dbpsk调制方式时为数据传输率的一半)。当f/f<0.5时,afc环路能很好的锁定。如符号率为16kbps时,允许的最大频率差为8khz。 ·当pn码长度和速度一定时,下变频频差和调制方式是影响stel-2000a抗干扰性能的主要因素

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