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用直扩MODEM和GPS实现的网型无线通信系统

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

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,(范文先生网www.fwsir.com收集整理)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。用直扩MODEM和GPS实现的网型无线通信系统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

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