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使用直接序列扩频芯片SX043实现高增益扩频Modem

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:介绍了高增益扩频芯片SX043的特点、主要性能及用法,并以SX043为核心,设计实现了高增益扩频Modem。

    关键词:扩频通信 PN码 处理增益 直接序列扩频芯片SX043 Modem

扩频通信是当今国际上高新技术的热点之一。扩频通信是用PN码对传输的信息进行调制,将其频谱扩展后再传输,而在接收端使用相同的PN码对接收到的信息进行解调,恢复原始信息的一种通信方式。扩频通信可使信噪比改善20到50多分贝,而且具有抗噪声、抗干扰、抗衰落、抗多径能力强,可以采用三分多址实现多址通信,易于多媒体通信组网,具有良好的安全通信能力等诸多优点,已在民用和军事中被广泛应用。

本文介绍一种利用美国AMI公司生产的直接序列扩频芯片SX043制作的Modem。

1 SX043的性能及特点

SX043的主要特点有:

·具有可编程功能,通过内部108个寄存器的值控制芯片的收、发。

·完成直接序列扩频基带处理的全部功能。

·全双工或半双工通信。

·支持的调制方式有:BPSK、DBPSK、QPSK、DQPSK、QAM(8或16)。

·高达1Mbps(BPSK/DBPSK)、2Mbps(QPSK/DQPSK)、3Mbps(8QAM)、4Mbps(16QAM)的数据速率。

·可选长度为11码片的Barker码的最大码长可达到2047的m序列或gold码。
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    SX043的突出优点是处理增益高。内部有收、发独立的PN码发生器,由11个移位寄存器组成,可产生m序列和gold码序列,最大码可达2047,因此SX043处理增益高达33.1dB。同时用户可选择与传输使用的m序列互相关值最小的另一m序列,它们的互相关值加上用户设定的偏移值作为跟踪、捕获环路的基准值,从而使得同步的误判率减小。用户还可以通过设定寄存器值,在信息传输完成后,使捕获跟踪环路保持夺跟踪状态,继续寻找一个新的同步头。这个特性允许连续传输任意数量的数据块,而不需要重新锁定信息。由于SX043的内部时钟为64MHz,因此在BPSK(DBPSK)方式下,可支持的最大数据速率为1MHz;在QPSK(DQPSK)方式下,可支持的最大数据速率为2MHz。

SX043通过相互独立的输入、输出FIFO作为数据缓冲器与微控制器通信,它最大可存储16个字节。通过FIFO可监督数据传输、接收的状态,在数据传输完成、数据溢出或数据传输被强行放弃时发出中断信号送入微控制器。用户可通过SX043的内部寄存器查看FIFO的状态,控制FIFO在何状态下送出中断。

SX043内部有包格式发生器,使用HDLC协议传输数据,也可以由用户自定义协议通知收信方信息传输完成。如果在信息的传输过程中信息被放弃,SX043会发送放弃标志FF告知用户。用户还可以选择是否对数据包的信息部分扰码。SX043支持CRC-32和CRC-16两种错误检测方式,使用扰码可增强数据传输的可靠性,消除长连0、连1现象,减小多径干扰、码间干扰等,但是使用扰码会产生误码扩散现象。

2 SX043的内部结构

SX043的内部结构框图如图1所示。

由图1可见,SX043由发送模块、接收模块、微控制器接口以及控制与标识寄存器组成。

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