無線數(shù)據(jù)通信應用論文

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應用領域：

手機測試

挑戰(zhàn)：

中國的手機市場發(fā)展迅猛，世界各大手機廠商競相爭奪手機用戶。在如此激烈的競爭中，手機的功能日趨豐富，比如攝像頭、MP3、FM調頻收音機等等。同時，手機通訊協(xié)議也層出不窮，GSM、CDMA、GPRS、CDMA2000、EDGE、WCDMA等等。為了應對產(chǎn)品的不斷變化，工程師面臨著提高效率并縮短產(chǎn)品市場化時間的挑戰(zhàn)，他們需要一個靈活而強大的通用測試平臺。我們先來看一個通用測試平臺針對手機通訊協(xié)議的變化而表現(xiàn)出來的優(yōu)勢。大家知道，2G的協(xié)議比如GSM和CDMA都已被成功地運用于市場了，而3G的協(xié)議比如WCDMA，CDMA2000等等是未來的必然趨勢。在從2G到3G的轉變中，面臨客戶群、設備置換、技術的成熟度風險等等問題。運營商希望能夠進行平滑的過渡，在不丟失已有手機用戶的情況下，首先升級交換網(wǎng)絡部分，這使得用戶可以使用過渡期的2.5G產(chǎn)品，然后等時機成熟時再升級無線網(wǎng)絡部分達到3G的標準。2G的測試儀器已經(jīng)比較成熟，3G的測試產(chǎn)品正在加緊開發(fā)，2.5G的專用測試設備卻由于傳統(tǒng)儀器制造商考慮到研發(fā)成本和市場前景的問題而匱乏。

一家著名的手機制造商制造了支持EDGE(EnhancedDataratesforGSMEvolution)協(xié)議的2.5G手機產(chǎn)品，需要針對這一產(chǎn)品的測試方案。EDGE是一個專業(yè)協(xié)議，由于它的出現(xiàn)時間比較短，了解它的人也比較少，要在短期內構建一個EDGE測試系統(tǒng)是一個巨大的挑戰(zhàn)。為了在市場上與同行競爭，需要在一個月內能夠使用這套測試設備。

應用方案：

利用TestStand模塊化，兼容性強，可自定義的特點，根據(jù)生產(chǎn)測試的需要對其進行修改與完善，并結合LabVIEW，GPIB卡，以及相應的測試儀器，創(chuàng)建百分之百符合自己需要的CDMA基站測試系統(tǒng)。

使用的產(chǎn)品：

硬件上整個系統(tǒng)包含了一個PXI機箱，其中有：

NIPXI-8186摘要：MSM6882是日本OKI公司生產(chǎn)的、采用最小頻移鍵控方法的數(shù)據(jù)調制解調器。該器件內含接收、發(fā)送和時鐘產(chǎn)生電路，且數(shù)據(jù)傳輸波特率可在1200bps和2400bps中選擇。文中介紹了MSM6882的主要性能和工作原理，給出了MSM6882在無線通信中的應用電路設計。

關鍵詞：MSM6882；最小頻移鍵控；無線數(shù)據(jù)通信

1引言

計算機與數(shù)據(jù)終端的普及使得無線數(shù)據(jù)通信技術在很多領域得到廣泛應用。在無線數(shù)據(jù)傳輸設備中，調制解調器是不可缺少的一環(huán)。調制解調器的調制方式主要有頻移鍵控（FSK）、相對相移鍵控（DPSK）等，其中最小頻移鍵控（MSK）調制方式是FSK方式中較好的一種。MSK調制方式是連續(xù)相位頻率鍵控（CP－FSK）方式的特殊情況，其調制系數(shù)為0．5。MSK信號在碼元轉換瞬間沒有相位突變，因而信號頻譜在頻帶之外的滾降會加快，占用頻帶比PSK信號窄，但卻具有與PSK相同的性能，非常適合在無線通信中使用。

MSM6882是日本OKI公司生產(chǎn)的采用MSK調制方式的調制解調芯片。它的工作溫度為－25℃～70℃，采用DIP22或SOC24封裝，其主要特點如下：

●片內濾波器采用開關電容結構；

●數(shù)據(jù)傳送波特率1200／2400bps可選；

●片內發(fā)送濾波器可作為音頻信號濾波器單獨使用；

●接收定時再生電路有兩種同步方式供用戶選擇；

●片內集成有振蕩電路；

●調制可采用正弦或余弦方式；

●采用單5V電源供電（MSM6882－5）。

2MSM6882的引腳功能

MSM6882的引腳排列如圖1所示，其引腳功能描述如下：

X1、X2：晶體輸入腳。當外接時鐘時，X1懸空。

MCS：時鐘頻率選擇端。該腳為“0”時，外部晶振或時鐘選擇3．6864MHz，為“1”時，外部晶振或時鐘選擇7．3728MHz。

ME：調制器使能端。該端為“0”時，TI腳與發(fā)送低通濾波器相連，為“1”時，調制器與發(fā)送低通濾波器相連。

SD：發(fā)送數(shù)據(jù)輸入腳。

ST：發(fā)送時鐘輸出腳。使用時可用ST信號的上升沿同步SD腳的信號。

SIN：正弦調制方式選擇。

PRE：發(fā)送數(shù)據(jù)預置選擇。為“0”時，SD腳信號輸出至AO腳。

BR：波特率選擇位。其選擇方式見表1所列。

表1波特率選擇表

時鐘頻率（MHz）MCSBR波特率（bps）

7.3728112400

101200

3.6864001200

SG：片內模擬信號地。

GND：芯片電源地。

TI：音頻信號輸入。

AO：調制信號輸出。

AI：解調信號輸入。

CDT，CDO：芯片測試腳。正常使用時，CDT腳應接地，CDO腳懸空。

RD：接收數(shù)據(jù)端。經(jīng)解調后的信號由此腳串行輸出。

RT：接收數(shù)據(jù)時鐘。使用時可用RT信號的下降沿同步RD腳數(shù)據(jù)。

CF：快速鎖相控制。該端為“1”時，RD腳和RT腳的輸出信號相位差大于22．5°，相位校正將快速完成；如果相位差小于22．5°，相位校正以低速進行。而在該腳為“0”時，無論RD腳和RT腳的輸出信號相位差為多少，相位校正均以低速進行。通常情況下該腳接高電平，即選擇快速鎖相方式。

CT：同步方式選擇。為“0”時，鎖相環(huán)在50比特內完成相位同步。為“1”時，鎖相環(huán)在18比特內完成相位同步。

FT：自環(huán)測試控制。通常接高電平。

VDD：芯片電源端口。

3MSM6882的內部結構原理

MSM6882的內部結構如圖2所示。該電路主要由三個部分組成：發(fā)送電路、接收電路和時鐘發(fā)生電路。發(fā)送電路包括調制器、發(fā)送低通濾波器和兩個RC低通濾波器。它在PRE和SIN輸入信號控制下可完成對輸入二進制數(shù)據(jù)的調制或輸入音頻信號的濾波。在完成調制功能時，首先由調制器將輸入數(shù)據(jù)調制為MSK信號，再由發(fā)送濾波器和兩個RC低通濾波器濾除高頻分量并加以平滑后，輸出到線路上。在完成音頻濾波功能時，發(fā)送濾波器將與調制器斷開而與TI端接通，從而直接將輸入的音頻信號濾波并送至線路。

接收電路由RC低通濾波器、混頻器、接收帶通濾波器、限幅器、采樣保持電路、延遲檢測器、檢測后置濾波器和定時再生器組成。接收信號經(jīng)接收濾波器濾除雜波后，可由限幅器和采樣保持電路變換為方波信號輸入延遲檢測器。然后由延遲檢測器恢復出解調數(shù)據(jù)，經(jīng)檢測濾波送入定時再生電路以提取接收時鐘，最后將接收時鐘和解調數(shù)據(jù)輸出。

圖3

時鐘發(fā)生電路可為整個電路提供時序信號。

4應用電路

圖3給出了MSM6882的實際應用電路。此電路的通信波特率為1200bps，由于MSM6882的發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)均需要有同步時鐘來同步，因此應選擇82C51異步串行通信接口芯片來使MSM6882與AT89S52微處理器相連接。通過AT82C51的RTS腳可控制電臺的PTT，而RTS則通過反相信號控制MSM6882的發(fā)送使能。電臺的SPK腳和MIC腳通過各自的耦合回路與MSM6882的AI腳和AO腳相連。在設計時，82C51單片機CLK腳的輸入時鐘周期應在0．42μs到1．35μs范圍內，否則芯片可能不能正常工作。由于MSM6882的AO腳的輸出電平較高，因此，通過可調電阻W1可調節(jié)調制信號輸入到電臺的幅值。從電臺接口出來的SPK信號一路經(jīng)信號限幅后送入MSM6882的AI腳，另外一路經(jīng)放大、檢波、幅值比較后送入82C51的DSR腳，以作為載波檢測信號。同時，通過W2調節(jié)載波檢測信號的靈敏度。當系統(tǒng)檢測到該信號時，可以采取延時發(fā)送的方式來避免同頻干擾和信道阻塞。對82C51的操作方法可參考相關書籍，這里不再重復。對于抗干擾性要求較高的場合，電臺和調制解調器之間可采取加入傳輸線變壓器的方法將兩端的電信號進行隔離，由于篇幅所限，這里不再贅述。

P操作系統(tǒng)

NIPXI-5660

2.7GHzRF信號分析儀，9kHz到2.7GHz，20MHz實時帶寬，80dB真實動態(tài)范圍

NIPXI-5670

RF信號源，250kHz到2.7GHz，16位，100MS/s任意波形發(fā)生，22MHz實時帶寬

NIPXI-5122

14位數(shù)字化儀，100MS/s實時采樣，2GS/s隨機間隔采樣，100MHz帶寬

NIPXI-4070

6位半數(shù)字萬用表，6ppm精度

其中，NIPXI-5660被用作矢量信號分析儀，NIPXI-5670被用作射頻信號源，NIPXI-5122被用作示波器，NIPXI-4070被用作數(shù)字萬用表。

軟件上使用了LabVIEW圖像化開發(fā)環(huán)境和NI-DAQmx驅動程序。

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