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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、配置靈活等優點。 1 基帶處理模塊硬件系統的設計 1.1 擴頻電臺的系統結構 擴頻電臺的系統原理框圖如圖1所示。主要由基帶處理模塊、收發信機、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。基帶Modem采用Intersil公司的WLAN芯片HFA3861B,該芯片支持IEEE802.11IEEE802.11b的物理層協議。基帶控制器采用TI公司的高速DSP-TMS320C5402,該芯片具有較強的數字信號處理能力。基帶處理模塊主要以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務的兩個部分。話音部分的邊界可動態變化。當用戶沒有傳送話音信息時,整個時隙都提供給數據業務使用。 首先發起業務請求的用戶為主叫端,被呼叫的用戶為被叫端。用戶只能在它的發送時隙發送數據,在它的接收時隙接收數據。當主叫端處于發送時隙時,被叫端處于接收時隙;當主叫端處于接收時隙時,被叫端處于發送時隙。 1.3 基帶Modem 基帶Modem主要完成以下功能： ·協議轉換：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。 2 基帶模塊的軟件設計 基帶Modem的任務主要由HFA3861B完成。基帶控制器的任務主要由軟件完成,而且幾個任務同時發生,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協議主要支持異步數據業務,因此采用循環冗余校驗（CRC）。利用TMS320C5402的高速運算能力,又開發了（2,1,5）卷積編碼。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務,這為該電臺擴頻通信功能提供了方便。 2.2 系統的初始化 在系統啟動后,進入初始化過程。系統的初始化程序主要完成對HFA3861B和RS232接口的初始化工作。 2.3 數據收發程序 ·對微機的RS232串行口的讀寫 ·對HFA3861B的讀寫 在發送時隙,如果基帶控制器有數據需要發送而且基帶Modem允許發送數據,即產生中斷通知控制器,然后控制器啟動發送程序,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）、抗干擾能力強等優點。經過多次實驗表明,該模塊工作穩定,通信可靠。此外,該模塊具有進一步的開發潛力,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（比如實時話音業務）。 |
