基于DSP的256PPM調(diào)制設(shè)計-設(shè)計應用

精品文檔-下載后可編輯基于DSP的256PPM調(diào)制設(shè)計-設(shè)計應用摘要：FSO(Freespaceoptical)無線光通信結(jié)合了無線通信和光纖通信的優(yōu)點,其關(guān)鍵技術(shù)在于收發(fā)端機的研制;PPM(PulsePositionModulation)脈沖位置調(diào)制具有低的平均功率和較高的峰值功率,特別適合于無線光通信。該文根據(jù)PPM調(diào)制信號的特點和DSP技術(shù),提出了一種用DSP實現(xiàn)256PPM調(diào)制的方案,整個方案有較大的靈活性和實用性。

引言

FSO(Freespaceoptical)是指在兩個或多個終端之間，利用在空間傳輸?shù)募す馐鳛樾畔⑤d體實現(xiàn)通信，它包括深空、同步軌道、低軌道、中軌道衛(wèi)星之間、地面與衛(wèi)星之間的激光通信，是一種無需光纖進行通信的光通信方式，結(jié)合了無線通信和光纖通信的優(yōu)點，是現(xiàn)代光纖通信技術(shù)的補充和拓展.具有頻帶寬，速率高，容量大，架設(shè)靈活便捷，適用于任何通信協(xié)議，頻譜資源豐富，傳輸保密性好，小型化等特點。其應用場合一個關(guān)鍵技術(shù)在于光收發(fā)端機的研制。采用何種調(diào)制技術(shù)是其中為的問題。同OOK等其他調(diào)制技術(shù)相比，光PPM(PulsePositionModulation)調(diào)制具有低的平均功率和較高的峰值功率，兼?zhèn)浒踩[蔽和信噪比高的特性，結(jié)合考慮其應用場合，PPM調(diào)制技術(shù)在FSO系統(tǒng)中被廣泛采用。另外PPM在水下通信、光弧子通信和光纖的長途或多用戶通信中也有良好的應用前景，它的應用具有重要的國防和商用意義。目前國內(nèi)外對PPM調(diào)制技術(shù)已經(jīng)有了比較深入的研究，國外已經(jīng)將該技術(shù)應用到實際系統(tǒng)中，并取得了性能良好的實驗數(shù)據(jù)。而國內(nèi)只有少數(shù)科研單位從事這一領(lǐng)域的研究，在調(diào)制發(fā)射應用方面，以前用接口卡、單片機來實現(xiàn)，這些方法要么結(jié)構(gòu)復雜、要么調(diào)制速率跟不上，實用性差。隨著高速數(shù)字信號處理器DSP的出現(xiàn)及廣泛應用，這些問題都可以解決。該文根據(jù)PPM調(diào)制信號的特點和DSP技術(shù)，提出了一種用DSP實現(xiàn)256PPM調(diào)制的方案，包括硬件電路設(shè)計和軟件設(shè)計，該方法簡單實用，適合于任意時隙數(shù)和任意脈沖寬度的PPM。

1.PPM調(diào)制信號

PPM調(diào)制采用光脈沖作為載波，信源的信息控制脈沖的位置。PPM信號結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.PPM調(diào)制系統(tǒng)的實現(xiàn)

2.1硬件設(shè)計

PPM硬件設(shè)計框圖如圖2所示。

設(shè)計一個DSP系統(tǒng)外加用于程序存儲的FLASH即可實現(xiàn)PPM的調(diào)制。DSP芯片采用TMS320C5410，內(nèi)部RAM空間較大，一般應用不需要外擴RAM,工作時鐘為100MHz，六級流水，為通用高速低功耗數(shù)字信號處理芯片，外設(shè)（I/O）工作電壓為3.3V,核工作電壓為2.5V,地為數(shù)字地。電源電路采用電源芯片TPS73HD325,典型輸入電壓為＋5V，為VC5410提供＋3.3V和＋2.5V電源輸出，在TI網(wǎng)站上可查閱到TPS73HD325具體電路連接，同時也可提供復位。JTAG口要注意接一些上拉電阻，以便能連接得上仿真器，還要注意DSP一些沒用到的引腳也要接上拉電阻。外接FLASH的作用是將PPM調(diào)制代碼裝入其中，脫離仿真器和PC，給系統(tǒng)單獨上電，也能實現(xiàn)PPM調(diào)制。FLASH采用SST39VF400，其使用方法可參考TI上有關(guān)SST39VF400的使用手冊。限于篇幅，這里不多做介紹。在DSP的XF腳接上一個LED作為調(diào)制信號的輸出指示。

2.2軟件設(shè)計

本系統(tǒng)設(shè)計為256PPM，發(fā)送一節(jié)信息，包括5個同步頭，60個信息，信息值為65。激光脈沖重復頻率為50Hz，要求相鄰兩脈沖間隔大于20ms，這里設(shè)時隙間隔為40μs，保護時隙數(shù)設(shè)為512，符合要求。利用DSP定時器產(chǎn)生40μs的定時，這樣可以得到準確的40μs脈沖寬度。首先定義幾個計數(shù)器。同步頭間隔設(shè)為512，用t0計數(shù)；同步頭個數(shù)設(shè)為5，用t1計數(shù)；t2表示信息與保護時隙512相加的值；信息個數(shù)設(shè)為60，用t3表示。其軟件流程圖包括主程序流程圖和中斷服務程序流程圖。中斷服務程序流程如圖3所示。

主程序流程圖中包括初始化t0,t1,t3，定義t3個要發(fā)送的信息，設(shè)置定時中斷40μs，開中斷，等待中斷。定時時間到，進入中斷，執(zhí)行中斷服務程序。

圖3中斷服務程序流程圖

3試驗結(jié)果用數(shù)字示波器觀測到的256PPM調(diào)制試驗結(jié)果如圖4所示。每格代表10ms，大約為256個時隙寬度。圖中，和第二條線為同步時隙，間隔512×40μs=20.48ms，大約為兩格，與理論想相符；后三條為信息時隙，都與前一條間隔相等，兩格多，也與理論上信息時隙應出現(xiàn)的間隔(512+65)×40μs一致。

圖4256PPM調(diào)制試驗結(jié)果

結(jié)束語：

在PPM信號結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，搭建了硬件實現(xiàn)平臺，同時在CCS2.0環(huán)境下編程實現(xiàn)了調(diào)制，試驗結(jié)果與理論相符合，已成功用于筆者所從事的PPM調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計關(guān)于調(diào)制部分的實現(xiàn)上。創(chuàng)新點：提出了一種用DSP實現(xiàn)256PPM調(diào)制的方案，包括硬件電路設(shè)計和軟件設(shè)計，簡單實用，適合于任意時隙數(shù)和任意脈沖寬度的PPM調(diào)制。

參考文獻: