移动通信原理实验指导书09(2)

2019-04-14 16:39

CPLD 时序电路低通滤波器(TLC14)EEPROM(AT2864)DI波形选择地址生成器D/A转换器(DAC0832)I路成形乘法器(MC1496)I路调制COS 差分编码串/并转换DQ波形选择地址生成器 加法器(运放)D/A转换器(DAC0832)EEPROM(AT2864)低通滤波器(TLC14)SINQ路成形乘法器(MC1496)Q路调制调制输出时序电路图2-2 调制实现框图

首先在CPLD中产生一组码字为10100110 1110000的NRZ码,经过差分编码及串/并转换,得到Ik、Qk两路数据。波形选择地址生成器根据接收到的Ik和Qk数据选择相应的地址。EEPROM主要完成波形表的存储,根据CPLD输出的地址来输出相应的波形数据。这些数据经过D/A转换后即可得到Ik和Qk支路的基带波形。然后与正交载波调制相加即可得到调制后的信号。各种调制方式的区别仅在于基带波形的不同。

其中,CPLD使用EPM7128(U601);EEPROM选择的型号为AT28C64(U602、U603); D/A转换器主要完成数模转换的功能,选择型号为DAC0832(U604、U605);低通滤波器采用开关电容滤波器,选择型号为TLC14(U610、U611);乘法器采用MC1496(U608、U609)来完成;加法器采用运算放大器TL084(U607)来完成。

该部分各测试点的位置如图2-2所示,在图中标明及未标明的测试点分别表示: NRZ:调制器基带信号输出点;输出为NRZ码,周期为15,码速率受拨码开关SW602控制,关系如表2.2所示。

/NRZ:基带信号的差分编码信号输出点(仅在MSK、GMSK调制时有效);输出为NRZ码,周期为15,相位比“NRZ”输出延迟一个码元,码速率受拨码开关SW602控制,关系如表2.2所示。

BS:基带信号的位同步信号;输出为方波,频率受拨码开关SW602控制,关系如表2.2所示。

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DI:I路数据信号输出点;输出为NRZ码;在MSK、GMKS调制方式时NRZ码的周期为15。

DQ:Q路数据信号输出点;输出为NRZ码;在MSK、GMKS调制方式时NRZ码的周期为15。

I路成形:“DI”信号经基带成形后信号输出点。 Q路成形:“DQ”信号经基带成形后信号输出点。

I路调制:“I路成形”经11.71875KHz载波调制后信号输出点。 Q路调制:“Q路成形”经11.71875KHz载波调制后信号输出点。 调制输出:各调制方式的调制信号输出。

“调制类型选择”共12位拨码开关(SW601、SW602),其中SW601用来选择调制的类型,如表2.1所示;SW602用来选择基带信号的码速率,如表2.2所示。

表2.1 调制类型选择

SW601 10000000 01000000 00100000 00010000 00010001 00001000 00001001 00000100 00000101 00000010 调制类型 MSK调制 BbTs=0.3的GMSK调制 BbTs=0.5的GMSK调制 A方式的QPSK调制 B方式的QPSK调制 A方式的OQPSK调制 B方式的OQPSK调制 A方式的DQPSK调制 B方式的DQPSK调制 π/4-DQPSK调制 表2.2 基带码速率选择 SW602 1000 0100 0010 0001 码速率 0.75KHz 1.5KHz 3KHz 12KHz 注意:由于时钟信号的频率为24MHz,所以通过调制类型选择开关选择NRZ码速率只

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是约数,实际值如下:

0.75Kb/s: 24M/32768=0.732421875KHz≈0.75KHz。 1.5Kb/s: 24M/16384=1.46484375KHz≈1.5KHz。 3Kb/s: 24M/8192=2.9296875KHz≈3KHz。 12Kb/s: 24M/2048=11.71875KHz≈12KHz。

2.2.2 解调方式的实现

解调的实现框图如图2-3所示。 调制信号COS乘法器(MC1496)I路解调低通滤波器(TLC14)I路滤波滞回比较器抽样判决数据还原DI并/串转换乘法器(MC1496)Q路解调低通滤波器(TLC14)Q路滤波滞回比较器抽样判决数据还原差分译码NRZCLKCPLD时序电路 DQSIN时序电路BS图2-3 解调实现框图

将已调信号送入正交调制器中进行正交解调,然后进行成形滤波,再进行电压判决,最后将所得到的信号送入CPLD中进行不同类型的解调处理。对于各种不同调制方式只是在CPLD中的电路不同,其它外围电路都一样。其中,CPLD使用EPM7128(U708);正交解调器采用MC1496(U702、U703)来完成;低通滤波器采用TLC14(U704、U705)来完成;用滞回比较器对模拟信号数字化,比较器选用LM339(U706、U707)。

该部分各测试点的位置如图2-3所示,在图中标明及未标明的测试点分别说明如下: I路解调:I路信号解调后信号输出点。 Q路解调:Q路信号解调后信号输出点。

I路滤波:“I路解调”信号经低通滤波后的信号输出点。 Q路滤波:“Q路解调”信号经低通滤波后的信号输出点。 DI:I路数据信号输出点。

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DQ:Q路数据信号输出点。

/NRZ: NRZ码的差分编码信号输出点(仅在MSK、GMSK调制时有效)。 NRZ:NRZ码输出点。

“解调类型选择”共12位拨码开关(SW701、SW702)用来选择解调的类型,其应用与“调制类型选择”一致。

2.3 无绳电话系统

无绳电话机俗称子母机,七十年代问世之后,无绳电话以其独特的功能及优越性而深受广大用户的喜爱,所以发展较为迅速。早期生产的无绳电话机大多属于普通型,通常主机不设有线电话机及免提电话机功能,易受串扰及同频机干扰。随着电子科技的迅速发展,各种专用集成电路和先进元器件的不断涌现,无绳电话机在性能、结构及功能等方面都有了很大的改进和提高。根据不同的要求,无绳电话机已普遍采用了导频或编码控制电路,多频道选择和空闲信道自动搜索等电路,有效地提高了无绳电话机的通信保密性和抗同频干扰能力;采用无线调频和抗干扰检测电路,既保证了通信质量,又提高了发射效率;采用射频功率专用放大器,能进一步提高发射功率,增加通信距离。近年来,相继出现了一大批性能好、体积小、效率高、成本低、功能多的无绳电话机。

我们通常所说的无绳电话机均属于第一代模拟无绳电话系统,即CT-1系统,它只是固定电话机的无线局部延伸,仅限于家庭或办公室等室内电话用户使用,也是目前正在大量使用的无绳电话机,自从1997年我国颁布《无绳电话系统设备总规范》(GB/T16891-1997)以来,无绳电话产业得到了快速的发展,无绳电话销量近几年也逐年上升,如93年无绳电话机销量仅占电话机销量的1%左右,而从近几年市场的基本情况来看,无绳电话机的销量至少占到10%,有一些地方更达到15%或以上。我国目前无绳电话机已经初步形成了一批具有一定市场认同度的品牌,如步步高、高科、侨兴、TCL、夏新等。

CT1无绳电话属于FDMA系统,数十个双工频道被全部无绳电话共用,采用话音模拟调频及数字信令技术。系统有一个基地台,即无绳电话座机,通过用户线接入电话网交换机;可带多部移动台,即无绳电话手机(每一时刻只能有一部手机通话)。无绳电话是为方便有线电话用户而提出的。它将有线电话座机与通话手柄之间的电缆(绳)去掉,用无线信道代替之,通话手柄成为无绳电话手机。用户持无绳手机在以座机为中心的小范围内移动通话,十分方便。虽然从使用功能上看,无绳电话是有线电话的无线延伸,但其工作原理及使用的技术都属于移动通信范畴,CT1无绳电话及在其后发展起来的各种数字无绳电话组成无绳电话

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大家族,成为常用的四类移动通信系统之一。

在本移动通信原理实验系统中,实现了一个完整的无绳电话系统,既有无绳电话手机和座机的功能实验,信道实验,更有与有线信令结合的系统实验。本移动通信原理实验系统的无绳电话部分,就相当于集成了一个无绳电话的手机和座机,能更直观、更形象地解剖整个无绳电话系统。

2.3.1射频部分

射频部分原理框图如图2-4所示。无绳电话手机或座机发射的信号通过天线进入,经双工器选频后进行两次混频,采用这种两次混频的方式可以有效的抑制镜像干扰。通过两次混频后得到455KHz中频信号。中频信号再经限幅放大,这样就可以去除因幅度变化带进的干扰,经过这样一系列处理后,再由正交鉴频器解调出无绳电话发出的音频或数字信号。

天线第一中频第二中频10.7MHz455KHz 手机座机模式选择VCO低放座机双工器45M48M扬声器混频1混频2鉴频U_RX接收LPF本振1本振2第二本振第一本振手机双工器48M45M接收鉴相器发射鉴相器控制KB8528ENMDATACCLK无音乐调制信号发射LPFU_TX调频U发射不发射发射选择图2-4 无绳电话系统射频部分原理框图

本移动通信原理实验箱所发射的射频信号由压控振荡器产生,该射频信号产生之后输入到高频放大器进行放大,然后经过双工器的发射通道馈送到天线发射出去。在此部分电路中,调制信号输入采用的是音乐信号和直接变容二极管直接调频的方式。

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