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VHF数据通信系统实现方法

亚博app官方下载目录网通信论文发表2019-09-02 10:48关注(1)

  空中通信系统的类型较多,卫星通信以及单边带都相对常见,同时还具有甚高频(VHF)。由于甚高频通信系统的优势特征较为显着,诸如拥有较低的通信费用、简单的设备等等,其实施数据通信更多更广。本研究建立在此发展形势基础上,实施最新数字通信技术,介绍空中甚高频数据通信相关内容,涵盖的内容包括了串口通信技术、数字调制解调以及检错纠错编码、发射接受系统的匹配等等。此研究的目标实得到理想的嵌入式系统,达到数据信号经VHF通信系统远程无线数据传输的良好成效。

VHF数据通信系统实现方法

  关键词:VHF;数据通信系统;实现方法

  早在上世纪七十年代末,我国就已经重视GMDSS系统(GlobalMaritimeDistressandSafetySystem)即全球海上遇险及安全系统。之后的发展中,逐渐予以空中安全较高的重视度,并相继的提出了诸多的空中遇险与安全通信相关构想。下面研究采取DSP以及专用调制解调芯片达到在通信系统中数据传输目标的举措,阐述调制方法和所用芯片的选型、芯片特征、全部系统的总体设计、软件的实现、调试结果等内容,为实践工作提供有价值的指导。

  1嵌入式芯片的选择与GMSK调制技术

  嵌入式系统在人们的生活以及生产领域都已经具有大量的渗透,例如全球GPS定位仪、宇宙飞船、数控车床、全自动洗机、手机等等。嵌入式系统的基础就是计算机技术,软硬件能剪裁,构成部分较多,最主要的就是嵌入式微处理器、嵌入式操作系统以及外围硬件设备、用户的应用程序几种。作为外围器件的嵌入式系统,包括了微处理器的特殊计算机系统,涵盖硬件和软硬件,诸如I/O端口、处理器/微处理器、存储器等。嵌入式处理器的构成包括了嵌入式微处理器(EMPU)、嵌入式DSP、片上系统(SOC)以及微控制器(MCU)。芯片功能的开发,应该具有一个开发工具作为依托,通常就是指仿真开发系统。在采取DSP仿真开发系统以后,其可以针对汇编语言编写源程序实施编译,生成可执行代码。之后跟踪程序运行过程,观察好运行结果,展开相应的调试,同时将程序思路中错误的内容进行查找并修改,最终实现程序设计目标。GMSK为于调制器之前加的一种高斯低通滤波器,也可以认为以高斯低通滤波器充当MSK调制前置滤波器。GMSK的优势是较为显着的,其处理速率以及解决频谱宽度问题等效果,显着的优越于其他调制方式。构建起GMSK信号便捷的举措即为高斯滤波在数据流经以后,进行调频处理VCO,但是却在维护VCO中心频率稳定上具有难度。调解GMSK信号可以实施相同于MSK信号的正交相干解调举措。对于参考载波和时钟进行恢复,为实现此正交相干解调重要内容,而且也能够应用模拟相加方法展开解调。GMSK信号等效低通功率谱密度的计算机模拟结果,数字移动通信期间展开高速率数据传输的过程中,为达到邻道带外辐射功率在-80dB到-60dB以下的重要指标,需要信号具备非常紧凑的功率谱,系统便实施此调制策略。

  2系统硬件设计及实现

  上位机以及下位机是全部系统的构成。串口调试软件属于上位机的主要构成,MAX7000系列的EPM7064STC100-7为时序控制芯片,功效就是可以连接机由串口线;构成下位机的部分较多,其中主要的部分就是调制解调芯片、中央控制芯片(dsp)、串口和时序控制芯片(FPGA)。进行选择串口芯片的类型上,TL16C550C以及TL16C550CI属于升级功能后的产品,TL16C550B属于基于TL16C450前提下进行升级的产品。进行升级期间,应用FIFO模式展开升级的包括TL16C550C、TL16C550CI、TL16C550B,对于相应的数据实施接收、发送等,能够改善CPU软件计算负荷问题。串口通过TL16C550以及MAX3238实现,MAX3238转化RS-232C协议为TTL电平,RS-232C协议明确的规定了电器的逻辑电平以及特性、各种信号线功能等。CMX909B的D7是数据线以及DSP低八位数据线相连,其中包括地址线,同片选信号线CSN共同对于可编程寄存器进行选择,同DSP低二位线进行连接。CMX909B能够变为寄存器的地址空间8000H一直到8003H。通过CPLD译码之后,提供片选信号CSN,RDN以及WRN都是读写选通信号,通过DSP读写信号以及通过CPLD译码之后进行驱动,中断信号就是IRQN,属于线或者逻辑的输出,低阻的时候为有效时输出,反之高阻。在RX电平测量电路内,DOC1以及DOC2进行连接,各管角通过电容进行接地。TX输出端为TXOP,VBIAS通过电容接地,具备0.5VDD的电平,提供给内部电路应用,另外采取4.096MHz的晶体振荡器。本文中的存储器是采取IDT71V416(静态存储器)、AM29LV400B(闪存),前者是256K×16的静态存储器,后者为256K×16的闪存。闪存(FLASH)AM29LV400B以及静态存储器(SRAM)IDT71V416具有几乎相同的配置,构成的部分涉及到地址线、数据线以及读选通等。其中,IDT71V416在DSP数据空间中占据了4000H至8000H,对于运算期间的变量实施储存,AM29LV400B在DSP数据空间中占据8000H到FFFFH,进行系统扩展。

  3软件设计情况

  采取《VisualC++/TurboC串口通信编程实践》所提出串口调试助手构成上位机软件,汇编语言实现下位机的软件编程。系统的初始化中,进行dsp工作状态科学合理的设置,清除掉缓冲区、标志位,调控好TL16C550初始状态。下位机软件系统主体是大的循环状态,在检测CMX909B所接收载波期间的标志位时,会转入接收例程。《VisualC++/TurboC串口通信编程实践》串口调试助手为专业的工具软件,进行调试串口程序。截面包括了串口设置区(设置串口以及波特率)、发送收入区(填写待发送的数据)、接收显示区(设置成自动清空或者手动清空)几方面。对于数据打包方法以及软件设计内容上,设置TL16C550字长八位停止位两位,缓冲区是十四字节触发。TQB(连续发送四个字节的任务)+TDB(发送240bit数据块的任务)+TSB(发送单字节的任务)是CMX909B发送格式,接收格式是SFS(检测帧同步的任务)+RDB(接收240bit数据块的任务)。设定串口时,通过TL16C550设定。设定好DLL内分频系数是20,开启了主程序之后,TL16550经中断的举措,同DSP维持数据传输的效果。初始化将dsp工作状态进行设定,把缓冲区和标志位进行清空,对于初始的TL16C550工作状态进行设置。如果TL16C550接收一帧数据期间,标志位F5501ooptr置1,程序开放串口,中断发送,把数据传送给上位机。标志位都是于CMX909B以及TL16C550中断子程序、发送接收例程进行置位、清零。寄存器LSR最低位BITO显示出在FIFO内有无数据。中断流程把所获数据向着DataBuffer550RD后置标志位F9091ooptr转移为1,落实CMX发送例程。另外,实施设置调制解调芯片CMX909B。ControlRegister为只写寄存器,调控好解调器的比特率为正常状态中,而且对于时钟提取和信号电平测量电路的响应时间接收,以及掌握住内部模拟滤波器的情况。ModeRegister只写寄存器进行掌控调制解调器的基本操作模式。中断程序包括的内容一共是三个方面,分别是指发送、信号判别以及接收,进行区分的就是标志位Fsd、F909inttr。

  4调试结果

  进行设计系统,展开相应的印刷电路板图,落实相应的制作后,进行工作的内容就是安装元器件并且展开对应焊接,再实施测试器件的电源和地,处理好不良线路(虚焊合错误、短路等情况)。本研究采取简单的闪光灯测试程序、串口调试程序两种程序统调系统。其中,闪光灯测试程序经调用延时程序,使得三个闪光灯进行亮、灭的变换,运行程序结果一致于预期的结果,所以DSP系统具有正常的运行状态。串口调试程序是,程序在运行的期间,通过串口调试助手让串口可以得到自发自收能力,同时能够经延时子程序,良好的掌控发送和接收之间时间。表明字符串在计算机作为桥梁的环境下,达到了TL16C550,建立在DSP控制前提下,经过延时之后,穿过串口送回至计算中。测试结果显示出,上位机所发出字符串跟下位机所接收的相同,反复的操作,依然具有一致的结果,串口工作是理想状态的。

  5结语

  本文进行相应的试验,最终实现数据经串口的传输效果,同时科学的调制GMSK,经VHF电台发射达到设计全部系统的目标。在空中数据通信采取VHF电台,具备重要的应用价值,当前以及未来都是重点研究内容。重点探究的内容具有设计嵌入式系统、研究调制解调举措、获取理想数据加密方法等等,本文实现了对以上的问题展开初步探索。

  参考文献:

  [1]陈亮,金永兴,胡勤友,汤可成,高万明.海上甚高频数据通信系统中的多径时延[J].上海海事大学学报,2016(04):55-58.

  [2]梁红云.水陆两栖飞机通信导航系统在海上搜索体系中的应用研究[J].中国新通信,2017(10):104-105.

  [3]张磊.影响基于VoIP甚高频通信系统话音质量的因素及增强方法[J].数字通信世界,2017(08):277.

  [4]王熠.VoIP技术在民航VHF通信系统中的发展与应用[J].通讯世界,2016(07):97-98.

  作者:许智杰 单位:中国民用航空中南地区空中交通管理局设备工程公司

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