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設計具有ARQ功能的全雙工數(shù)據(jù)電臺

時間:2024-10-26 22:14:46 理工畢業(yè)論文 我要投稿
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設計具有ARQ功能的全雙工數(shù)據(jù)電臺

1 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由全雙工數(shù)據(jù)電臺和用戶的DTE終端設備組成,框圖如圖1所示。

全雙工數(shù)據(jù)電臺提供數(shù)傳通道,全雙工最大傳輸速率為64kb/s,ARQ功能由DTE終端通過軟件編程實現(xiàn)。

2 數(shù)據(jù)電臺的硬件設計

全雙工數(shù)據(jù)電臺由MCU 89C51、擴頻芯片W9310、射頻模塊W9360、MAX238(RS232接口芯片)、擴展并口8255及電臺的參數(shù)設置、波道顯示等電路組成,如圖2所示。

W9310為直接序列擴頻加解擴和數(shù)據(jù)處理芯片,它內部包括6個功能模塊:

*串行總線接口SBI—與MCU實現(xiàn)雙向通信;

*接收機—完成擴頻接收機的所有數(shù)字信號處理功能;

*發(fā)射機—產生擴頻的PN碼,并將加擴結果輸出到射頻模塊W9360;

*TDD控制器—實現(xiàn)TDD協(xié)議和各種握手信號、接口信號;

*發(fā)送和接收的FIFO—作為發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的緩沖器;

*主時鐘產生器—產生驅動W9310各模塊的時鐘信號。

圖2中,各部分的作用是:

*MAX238為4入/4出的RS232接口芯片,實現(xiàn)TTL電平與RS232電平轉換。

*W9310的串口信號線(RTS、CTS、DCD、DTR、DSR、TXD、RXD)通過MAX238與DTE終端相接。另外,W9310為用戶提供接收時鐘(FCLK_RT)和發(fā)送時鐘(MHZ2_ST),在MHZ2_ST的上升沿采樣Tx引腳上的信號,在FCLK_RT的下降沿采樣Rx引腳上的信號。

*W9310與射頻模塊W9360的接口信號線有:DI、MODOUT、PLLSW、TXEN和RFPWR。其中,DI是W9360接收機送來的解調信號;MODOUT是W9310擴頻后的基帶信號,它輸出給W9360射頻模塊;TXEN控制射頻模塊的收/發(fā)轉換;PLLSW用來切換電臺的PLL;REPWR控制發(fā)射機功放電源的開關。

*89C51通過8255讀取電臺的工作參數(shù)設置,包括:全雙工/半雙工、發(fā)射的高/低功率、PN碼組、同步特字UW(Unique Word)、主叫方/被叫方、電臺的工作波道等;89C51在讀取電臺的工作參數(shù)后,通過它的P1口設置W9310、W9360的相應寄存器并將相關的引腳設置為高、低電平;89C51通過8255將當前工作的波道號送LED顯示,電臺的各種工作狀態(tài)指示送發(fā)送二極管顯示。

*W9360模塊提供基帶到RF和RF到基帶的信號轉換,模塊內Philips公司生產的UMA1015M雙頻率全臺器及兩個VCO,組成發(fā)送、接收波道選擇的兩個鎖相環(huán)。MCU根據(jù)設置的波道通過串口編程UMA1015M的控制寄存器。

綜合以上內容,圖3給出了DTE終端、MAX238、W9130和W9360的連線圖。

DTE與數(shù)據(jù)電臺的數(shù)口信號完全符合RS232C標準。在開始數(shù)據(jù)通信前,用戶必須使RTS、DTR信號有效,主叫方和被叫方完成捕獲突發(fā)幀和空閑突發(fā)幀交換后,W9310使CTS有效,表示W9310已準備好傳送Tx引腳上的數(shù)據(jù);DCD信號有效時,表示W9310將接收的數(shù)據(jù)送到Rx引腳上。全雙工接口時序如圖4所示(假設RTS、DTR有效)。

3 TDD協(xié)議原理

W9310通過TDD協(xié)議實現(xiàn)全雙工。TDD協(xié)議將W9310輪流設置為發(fā)射機和接收機,當兩部電臺通信時,一部為主叫方,另一部為被叫方。TDD協(xié)議保證主叫方發(fā)送時,被叫方接收,反之亦然。對用戶而言,他們只關心在保證要求的傳輸速率下,電臺是否全雙工工作,所以,W9310的實際傳輸速率要高于用戶的數(shù)據(jù)速率。理想情況下,假設W9310的傳輸效率100%,而且不附加任何同步數(shù)據(jù),那么,它的收發(fā)速率是用戶數(shù)據(jù)速率的2倍,一半時間發(fā)送數(shù)據(jù),一半時間接收數(shù)據(jù)。但實際情況是,W9310為保持同步,它要在用戶的數(shù)據(jù)前添加同步開銷數(shù)據(jù),所以,它的實際傳輸速率是用戶速率的2.6倍。

TDD協(xié)議中用到捕獲突發(fā)幀、空閑突發(fā)幀和數(shù)據(jù)幀三種幀結構,圖5為它們的結構圖。

幀中各部分的位數(shù)如表1所列。

表1

設計具有ARQ功能的全雙工數(shù)據(jù)電臺

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