摘要：介紹STEL-2000A的特點(diǎn)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及性能,給出了它在一擴(kuò)頻遙控系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)例,包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分,硬件部分著重STEL-2000A的接口設(shè)計(jì),軟件部分著重STEL-2000A的內(nèi)部編程。
關(guān)鍵詞：擴(kuò)頻 PN碼 采樣 編程
近年來(lái),隨著無(wú)線通信設(shè)備的迅猛增長(zhǎng),空間的電磁環(huán)境變得愈來(lái)愈復(fù)雜,相互間的干擾現(xiàn)象層出不窮。在對(duì)可靠性要求較高的場(chǎng)合,如保安、調(diào)度、指揮等,傳統(tǒng)的調(diào)幅、調(diào)頻通信系統(tǒng),由于其抗干擾能力較弱,已不能很好地發(fā)揮作用。擴(kuò)頻通信技術(shù)以其抗干擾能力強(qiáng)、保密性好、能抗多徑衰落、在采用低信號(hào)功率譜密度時(shí)對(duì)同頻段內(nèi)其它通信設(shè)備干擾小等優(yōu)點(diǎn),在軍用民用通信領(lǐng)域均得到了廣泛的應(yīng)用。STEL-2000A是美國(guó)Standford Telecom公司與Zilog公司聯(lián)合研制的單片全數(shù)字?jǐn)U頻處理器,具有很喲的信息處理能力,可應(yīng)用于多種無(wú)線擴(kuò)頻系統(tǒng)中,如無(wú)線局域網(wǎng)、無(wú)繩電話及其它數(shù)據(jù)傳輸和處理系統(tǒng)。
1 STEL-2000A的特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)
STEL-2000A的主要特點(diǎn)有：
·在單片CMOS集成電路中完成直接序列擴(kuò)頻及其突發(fā)包的調(diào)制解調(diào)等全部工作;
·1bit數(shù)據(jù)可擴(kuò)展成11～64位擴(kuò)頻碼（chips）,最高擴(kuò)頻碼率為22Mchips/s;
·兩具完全獨(dú)立的64位的偽隨機(jī)碼序列分別用于同步頭和數(shù)據(jù)的擴(kuò)展處理;
·支持全雙工和半雙工操作,可實(shí)現(xiàn)頻分雙工和的分雙工;
·可進(jìn)行中頻直接采樣;
·具有豐富的可編程功能使之支持各種工作模式;
·具有功率管理的特點(diǎn)便于實(shí)施發(fā)射功率控制;
·100腳的PQFP封裝,可使設(shè)備體積減小。
圖1是STEL-2000A的結(jié)構(gòu)框圖。它將數(shù)字下變頻器、PN匹配濾波器、差分解調(diào)器等集成在一個(gè)接收部分里,其輸入是經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字中頻信號(hào)RXIIN7-0和RXQIN7-0;發(fā)送部分包括差分BPSK/QPSK編碼器、PN碼調(diào)制器以及BPSK/QPSK調(diào)制器等,其輸出是送給～外部D/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)字中頻信號(hào)TXIFOUT7-0。
從結(jié)構(gòu)上看,STEL-2000A采用數(shù)字匹配濾波器（數(shù)字相關(guān)器）實(shí)現(xiàn)擴(kuò)頻信號(hào)的解擴(kuò),解決了一般擴(kuò)頻系統(tǒng)為之付出重大代價(jià)的偽隨機(jī)碼同步問(wèn)題。另外,它采用的差分解調(diào)方式,避免了相干載波的提取和相位模糊問(wèn)題,簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
2 STEL-2000A的性能
STEL-2000A的PN碼長(zhǎng)度為11～64bit,擴(kuò)頻增益為10.4～18.1dB,能在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)偽碼的捕獲。本人用SPW通信系統(tǒng)仿真軟件對(duì)SETL-2000A的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了仿真,得到了如下結(jié)果：
·數(shù)字匹配濾波器對(duì)擴(kuò)頻信號(hào)的載頻來(lái)說(shuō)是一個(gè)窄帶濾波器,只有輸入的信號(hào)為“零中頻”時(shí),才能得到最大的相關(guān)峰值。如下變頻率頻差不為0,即載頻不為0時(shí),數(shù)字匹配濾波器輸出的相關(guān)峰值會(huì)減小。頻差對(duì)相關(guān)峰值的影響見(jiàn)表1（PN碼長(zhǎng)64bit,PN碼速率=1.024Mchips/s）。
表1 頻差對(duì)相關(guān)峰值的影響
| 頻差/KHz | 0 | 5 | 10 | 15 |
| 相關(guān)峰值 | 1 | 0.847 | 0.469 | 0.165 |
| 衰減量/dB | 0 | 0.7 | 3.3 | 7.8 |
