控制器实现了接收及发射电路与单片机之间的接口,通过控制器电路可以改变收发信号频率以适应不同信道的实验,本实验箱频率范围覆盖了中国无绳电话标准的20个信道。本实验箱无绳电话部分的射频部分采用单片集成无绳电话KB8528,它的片内包括八个功能模块:双变频FM接收机、FSK数据比较器、受话音频通道、送话音频通道、串行数据接口、接收锁相环和发射锁相环、接收信号强度指示和低电池检测电路。这些功能模块的管理、信道选择等都由来自单片机的串行数据进行控制。
该部分各测试点的位置如图2-4所示,在图中标明及未标明的测试点分别表示: 第一本振:第一本振信号测试点。它的频率与通话信道有关,每个信道的间隔为25KHz,接收手机信号时,第一信道的频率为48M-10.7M=37.3M,以后每间隔一个信道频率加25KHz,20信道后重新切换到第一信道。接收座机信号时,第一信道的频率为45M-10.7M=34.3M,以后每间隔一个信道频率加25KHz,20信道后重新切换到第一信道。第一本振信号是由压控振荡器产生的。
第一中频:固定为10.7M的中频信号。
第二本振:固定为10.245M的第二本振信号,是由晶体产生的。
第二中频:固定为455K的中频信号,是由10.7M的第一中频信号和10.245M的第二本振信号混频产生的。
U_TX:发射锁相环的控制电压测试点。 U_RX:接收锁相环的控制电压测试点。
2.3.2 用户线信令部分
用户线信令部分原理框图如图2-5所示:
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TIP1 RING1
图2-5无绳电话系统用户线信令部分原理框图
我们知道,在用户话机与电信局的交换机之间的线路上,要沿两个方向传递语言信息。但是,为了接通一个电话,除了上述情况外,还必须沿两个方向传送所需的控制信号。比如,当用户想要通话时,必须首先向程控机提供一个信号,能让交换机识别并使之准备好有关设备,此外,还要把指明呼叫的目的地的信号(被叫)发往交换机。当用户想要结束通话时,也必须向电信局交换机提供一个信号,以释放通话期间所使用的设备。除了用户要向交换机传送信号之外,还需要传送相反方向的信号,如交换机要向用户传送关于交换机设备状况,以及被叫用户状态的信号。由此可见,一个完整的电话通信系统,除了交换系统和传输系统外,还应有信令系统。普通电话信号是目前各种终端信令中最为简单的一种,话机发出的信令以直流电流的通断表示,交换机产生的则主要是各种音频频率的正弦波。在本实验箱中,将交换机的功能做了进去,以便用户能直观的观察各种信号音以及控制信号的变化情况。
1、信令定义
摘机:话机发出的请求通信的命令。
挂机:由话机发出,表示话机已结束或放弃通信。
拨号音:由交换机发出,促请话机用户输入被叫话机的号码。 忙音:由交换机发出,通知主叫用户通信网络或被叫话机目前正忙。 拨号:话机发出的被叫话机的号码,供通信网接续话路时使用。
拨号音忙音回铃音帧铃音话音入话音出TX1 RX1TX2 RX2电Tip话用户接口电路摘机状态检测接(PBL387 10/1)Ring口MCU电话摘机状态用户接口电路检测(PBL387 10/1)接Ring口Tip控制电路TIP2 RING2话音入话音出各种信号音产生电路拨号音忙音回铃音帧铃音10
回铃音:由交换机发出,提示主叫用户被叫话机正处于振铃状态。 振铃:由交换机发出,供被叫话机发出铃声,促请用户应答。 2、信令编码
摘机:环线直流电流由开路变为导通。 挂机:环线直流电流由导通变为开路。 拨号音:持续的450Hz的正弦波。
忙音:450Hz的正弦波,每导通0.35秒后间断0.35秒。
拨号:采用双音多频拨号方式,即DTMF=(Dual Tone Multifrequency)。 回铃音:450Hz的正弦波,每导通1秒后间断4秒。 振铃:25Hz的正弦波,每导通1秒后间断4秒。 3、测试点定义
该部分各测试点的位置如图2-5所示,在图中标明及未标明的测试点分别表示: TIP1:用户电话1的TIP端。 RING1:用户电话1的RING端。 TX1:电话1四线输出端。 RX1:电话1四线输入端。 TIP2:用户电话2的TIP端。 RING2:用户电话2的RING端。 TX2:电话2四线输出端。 RX2:电话2四线输入端。
2.3.3 双工器部分
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GNDANT天线座机双工器RX1RX_BS
ANT_BS32ANTDUP1GND
TX5TX_BS接收4发射
RELAY1
2
GNDRX1RX_HSRELAY2ANT_FS3ANTDUP2GND
TX5TX_HS手机双工器控制
图2-6无绳电话系统双工器部分原理框图
该部分各测试点的位置如图2-6所示,在图中标明及未标明的测试点分别表示: ANT_BS:座机双工器天线测试端(实验指导书中ANT_BS或ANT(BS)对应测试点ANTBS) RX_BS:座机双工器接收端(实验指导书中RX_BS或RX(BS)对应测试点RXBS) TX_BS:座机双工器发射端(实验指导书中TX_BS或TX(BS)对应测试点TXBS) ANT_HS:手机双工器天线测试端(实验指导书中ANT_HS或ANT(HS)对应测试点ANTHS) RX_HS:手机双工器接收端(实验指导书中RX_HS或RX(HS)对应测试点RXHS) TX_HS:手机双工器发射端(实验指导书中TX_HS或TX(HS)对应测试点TXHS)
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2.4 CDMA系统
现代通信技术取得的突出成就之一就是CDMA(Code Division Multiple Access 码分多址)技术。由于CDMA技术可以处理多媒体数据业务的异步特性,可以提供比传统多址技术(如:TDMA(Time Division Multiple Access 时分多址)、FDMA (Frequency Division Multiple Access 频分多址))更高的容量,并且能够抵抗信道的频率选择性衰落,可以提供方便的多用户接入,所以公认它将作为第三代移动通信的主要技术。
CDMA系统按照扩张频谱方式的不同可分为:
1、直接序列扩频CDMA(DS-CDMA):用待传信息信号与高速率的伪随机码序列相乘后,去控制射频信号的某个参量而扩展频谱。
2、跳频扩频CDMA(FH-CDMA):数字信息与二进制伪随机码序列模二相加后,去离散地控制射频载波振荡器的输出频率,使发射信号的频率随伪随机码的变化而跳变。
3、跳时扩频CDMA(TH-CDMA):跳时是用伪随机码序列来启闭信号的发射时刻和持续时间。发射信号的“有”、“无”同伪随机序列一样是伪随机的。
4、混合式:由以上三种基本扩频方式中的两种或多种结合起来,便构成了一些混合扩频体制,如FH/DS,DS/TH,FH/TH等。
其中,DS-CDMA系统是目前应用最广泛的一种扩频CDMA系统,被CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA等第三代移动通信系统采用,本实验系统就设计了一个完整的DS-CDMA系统,重点放在PN码的特性、扩频和解扩、同步和捕获等知识点上,同时也具备码分多址、位同步、帧同步提取、载波恢复、纠错编解码等众多功能。
2.4.1发射机的实现
其发射机实现框图如图2-7所示:
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