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使用DSP完成多路丈量信号扩频传输体系

1.引言在测控领域,通常要求对多测量测信号进行传输。信号的传输过程中常受到周围复杂环境的干扰会产生较大的失真。如采用扩频通信传输系统,在发射机中用伪随机序列对所传输信号的频谱进行扩展并利用码分复用实现

1. 导言  

在测控范畴,一般要求对多丈量测信号进行传输。信号的传输进程中常遭到周围杂乱环境的搅扰会发生较大的失真。如选用扩频通讯传输体系,在发射机顶用伪随机序列对所传输信号的频谱进行扩展并运用码分复用完结多路信号的复用;在接纳机中再对其解扩,恢恢复传输信号。运用扩频通讯的扩频增益,可大大进步通讯体系的信噪比,增加传输信号的牢靠性改进通讯质量、进步通讯功率。一起DSP具有可满意算法操控杂乱结构、运算速度高、寻址办法灵敏和通讯功用强壮等需求,能够通过软件修正传输信号参数,因此具有很大的灵敏性。本文运用DSP体系完结多路丈量信号扩频传输,结合了扩频通讯和DSP的长处 ,是一种有发展前途的检测信号传输完结办法。  

2. 多路检测信号的扩频传输体系

体系的组成依照功用划分为发射模块和接纳模块。在发射模块中,多路基带数字信号(模拟信号则先通过模数转化)别离由各自对应的伪随机序列进行扩频调制,这些伪随机序列各不相同但彼此正交(或准正交),用这些序列进行扩频调制一起运用码分复用技能把多路信号复组成一路信号送主调制器进行载波调制后,再发射出去。在接纳模块中,先对接纳到的信号进行载波解调,然后再用本地的与每一路已同步好的伪随机序列进行相关解扩,因为各路信号对应的伪随机序列互不相关,因此可恢复出每一路原始的基带信号,这儿的信号是指数字信号,若需求模拟信号,则可把数字信号转化成模拟信号。本体系对接纳模块的伪随机序列的同步选用常用的滑动相关捕获来完结。多路丈量信号扩频传输体系的组成原理图如图1所示。扩频传输体系中,扩频信号带宽B2与信息带宽B1之比称为处理增益GP,即

在扩频通讯中,接纳机作扩频解调后,只提取扩频序列相关处理后的带宽 B 1的信号成分,而排除去扩展到宽频带B2中的外部搅扰、噪声和其它用户通讯的影响,所以扩频处理增益GP能够精确反映扩频通讯的抗搅扰的才能。  

扩频序列的码长N越大,码元宽度TC越小,则码速Rc越大,扩频通讯体系的扩频增益也越大。  

扩频处理增益越高,体系的抗搅扰才能越强。以周期为127的Gold序列为扩频序列的一路信号的传输进程为例,数据的发送频率为 19200,扩频序列的频率为19200×127,误码率是未扩频传输的0.04417,数据接纳时的误码率下降近两个数量级。  

本体系选用的Gold扩频序列的周期为127,其码分多址的能够完结12路的检测信号的一起同频的扩频传输。多路检测信号的扩频传输能够确保在接纳端的低误码率要求下完结牢靠传输。 

3. 多路检测信号扩频传输  

DSP完结的体系结构多路丈量信号扩频传输体系首要完结多路丈量信号(包含模拟信号和数字信号,模拟信号可先经A/D转化成数字信号,数字信号存储在体系的存储器中,然后再进行扩频传输)的扩频调制、同步、扩频解调等功用,一起便于今后对其扩展以完结其他功用。因为这是一个DSP硬件渠道的规划,所以确保了今后功用扩展的完结中尽量不改动硬件的规划或许对硬件规划改动很小,且只需求增加部分软件或许对软件进行修正就能够到达其功用扩展晋级,所以尽量削减专用芯片的运用而选用具有扩展性的芯片。整个体系的总体规划框图如图2所示。

在总体规划中,选用定点DSP完结多路丈量信号的扩频调制、解扩,用FPGA来完结扩频信号的同步。整个体系渠道包含数字信号处理器 (DSP)内核、 FPGA、存储器、A/D转化、JTAG接口等。依据现有的实际情况,数字信号处理器 (DSP)选用TI(德州仪器)公司的 TMS320C5416[6],FPGA芯片选用 ALTERA公司的 EP1K100QC208-3,FLSAH存储器运用AMD公司的 AM29LV200,A/D转化运用 TI公司的开关%&&&&&%结构的逐次比较型 8位 A/D转化器TLC540。JTAG为仿真接口衔接。

4. DSP体系软件规划

作为整个体系的操控和处理中心,DSP要完结很多的作业,总结起来首要有下面几项:  

1.对其本身的初始化;  

2.载入扩频码序列并存放于片内RAM里,以及接纳时依据FPGA的同步信号完结扩频序列的同步;  

3.接纳 A/D转化送来的数据,并存放在预先拓荒的数据区间;  

4.对接纳到的多路数据别离进行扩频调制,并将调制后的数据也存放在拓荒好的数据存储区间;  

一 对通过扩频调制后的多路数据组成一路数据并进行数字调制;  

一 对接纳到的扩频信号进行扩频解调,恢复出原始的多路信号并送入数据存储区间。  

本体系一切的DSP软件规划都是在 CCS2.0集成开发环境下进行的,选用根据TI公司C5000系列DSP的汇编言语和C言语混合编写的。其发射模块和接纳模块的软件流程别离如图3(a)和(b)所示:

本体系选用对每路丈量信号别离做扩频调制的一起运用扩频码码分复用后再进行传输的办法,不需通过频分复用或时分复用后再做扩频调制进行传输,这使得体系更简化,在进步信号传输牢靠性的一起也可进步体系的频带运用率。电路规划中首要触及到了扩频信号的基带处理。假如要完结信号的无线扩频传输。则能够在规划的基础上,参加射频调制模块,基带信号通过调制后转化为射频信号发射出去,接纳到的射频信号经射频解调后,再进行解扩处理即可。  

5.结束语  

在多路丈量信号的扩频传输体系中,运用不同伪随机码调制不同信号,完结信号的复用和扩频传输。在接纳端完结体系同步后,先解调再运用相干检测法解扩,恢复出原信号完结多路信号。该扩频通讯体系可完结多路信号的有用传输,具有抗搅扰才能强、易保密等长处。本体系运用 DSP体系完结多路丈量信号扩频传输,充分运用了DSP器材的长处和扩频通讯体系的特性,是一种有发展前途的检测信号传输完结办法。  

本文立异点在于对多路丈量信号的传输体系研究的基础上,提出了对所传输信号的频谱进行扩展的一起运用码分复用完结多路信号复用传输的办法。并运用DSP完结了多路检测信号扩频传输体系,试验成果证明该体系是可行的。

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