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對講機各個功能模塊的實現(xiàn)

信息來源：發(fā)布時間：2013-12-21 瀏覽:

2.1亞音頻碼字生成器
每個數(shù)字亞音頻碼字都是一個(23，12)循環(huán)格雷碼，總共由三部分組成，第1比特至第9比特是亞音頻碼，通常用三個八進(jìn)制數(shù)表示，比如023,第10 比特至第12比特是固定的三個比特1002，第13比特至第23比特是格雷算法生成的11個校驗比特[3]。第1比特最先發(fā)送。通常使用的亞音頻碼一共有83個[5]，所以實際實現(xiàn)時，可將這83個亞音頻碼存儲在數(shù)字信號處理器的內(nèi)存中，不需要動態(tài) 生成,這樣可以減少運算量。當(dāng)對講機的FHXPush To Talk)按鍵按下時，發(fā)射機以134.4bps波特率的非歸零碼(NRZ)循環(huán)發(fā)射亞音頻碼字,23bit循環(huán)一次;當(dāng)PTT按鍵釋放時，發(fā)送180ms頻率為134.4Hz 的單音，防止拖尾噪聲。
2.2發(fā)送濾波器
發(fā)送濾波器是一個低通濾波器，它的主要作用是防止數(shù)字編碼的亞音頻信號干擾音頻信號。實際選用IIR型橢圓濾波器，這樣可以降低濾波器的階數(shù)，減少濾波器帶來的延遲，而且在相同階數(shù)的條件下，相比巴特沃斯濾波器和切比雪夫濾波器,橢圓濾波器的過渡帶最窄。Madab設(shè)計結(jié)果是:7階（4 級），采樣率48kHz,截止頻率300Hz,通帶衰減ldB，阻帶衰減60dB。濾波器的幅度響應(yīng)如圖2所示。
2.3接收濾波器
接受濾波器也是一個低通濾波器，它的主要作用是從鑒頻器輸出中濾除音頻信號，從而得到數(shù)字編碼的亞音頻信號。實際使用的接收濾波器與發(fā)送濾波器相同。
2.4符號定時器
如何設(shè)計一個簡單可靠的符號定時器是數(shù)字編碼靜噪系統(tǒng)的關(guān)鍵因素。早遲門定時器是一種比較常用的符號定時器，由于其簡單易用的特點，本系統(tǒng) 選擇采用早遲門定時器進(jìn)行符號定時的恢復(fù)。
早遲門定時器的基本原理是:運用匹配濾波器輸出波形的對稱性來進(jìn)行符號定時的恢復(fù)。由于數(shù) 字亞音頻碼字是以非歸零碼(NRZ碼)傳送的,所以
以矩形波作為傳送波形來分析早遲門定時器的工作原理。矩形脈沖（圖3(a))的匹配濾波器輸出（圖 3(b))是對稱的三角波，其實匹配濾波器的輸出波形就是矩形脈沖的自相關(guān)函數(shù)，由自相關(guān)函數(shù)的特性得知，當(dāng)傳送的矩形脈沖受到噪聲的干擾時，在T 時刻，即匹配濾波器輸出的峰值點，輸出信噪比最大。當(dāng)傳送的矩形脈沖受到噪聲干擾時,要找到這個最佳采樣時刻是比較困難的,取而代之的是會再增加兩個采樣點，一個在r時刻之前5時間,另一個在T時刻之后8時間，由匹配濾波器輸出波形的對稱性得知兩個時刻的輸出絕對值是相等的，而且最佳的采樣時刻就在這兩個早、遲采樣時刻的中點位置。
早遲門定時器的實現(xiàn)框圖如圖4所示，整體來看它是一種帶反饋回路的閉環(huán)系統(tǒng)。首先對輸人信號進(jìn)行匹配濾波,然后對匹配濾波器的輸出信號進(jìn)行采樣，一共需要采三個點,分別是y( T,)、y( T^r) 以及yd.J,其中r—sr, -s’n +s，接著根據(jù)y( T,)的符號來判決接收數(shù)據(jù),而y( )和y
(U輸入定時誤差計算器進(jìn)行定時誤差的計算的,定時誤差計算公式如下:eU) = ly(7-,.J
環(huán)路濾波器利用定時誤差信息和前一個符號的定時信息來更新當(dāng)前符號的定時信息,具體公式如下:L+1 = 代表定時誤差對符號定時
的調(diào)整增益大小。大的增益可以縮短早遲門定時器的同步時間；而小的增益，在接收機一旦同步上之后,即使傳送脈沖在受到噪聲干擾時,仍能保持符號定時器的相位穩(wěn)定性,所以實際選取增益大小時,需要有一個折中，選擇合適的增益大小。
當(dāng)用Madab進(jìn)行二極性非歸零碼（NRZ)基帶傳輸仿真時，采用早遲門定時器恢復(fù)符號的定時信息，符號的過采樣率是20,測得的誤碼性能曲線如圖5所示，可以看出仿真所得的誤碼性能接近于理論上的誤碼性能。當(dāng)E/N0為10dB即信噪比為 OdB時誤碼率為10_6數(shù)量級，完全符合電子工業(yè)協(xié) 會(EIA)的標(biāo)準(zhǔn)——在接收機輸出信噪比為8dB時靜噪系統(tǒng)可靠工作。
2.5亞音頻碼字判決器
常用亞音頻碼字一共有83個,每個都是Cohy <23,12)碼，所以各個碼字之間的漢明距離都是 7W。因為信道解碼后再進(jìn)行碼字判決在性能不如直接進(jìn)行碼字判決W ,所以當(dāng)接收機收到亞音頻碼字后,不進(jìn)行格雷碼譯碼,而是將其存放在23比特長度的寄存器中，然后循環(huán)右移，每移1比特就與接收機預(yù)存的亞音頻碼字計算漢明距離,如果漢明距離不大于3，就認(rèn)為收到的亞音頻碼字就是預(yù)設(shè)的亞音頻碼字，此時打開靜噪電路，否則關(guān)閉靜噪電路c

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