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對(duì)講機(jī)各個(gè)功能模塊的實(shí)現(xiàn)

信息來(lái)源：發(fā)布時(shí)間：2013-12-21 瀏覽:

2.1亞音頻碼字生成器
每個(gè)數(shù)字亞音頻碼字都是一個(gè)(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(gè)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(gè)比特1002，第13比特至第23比特是格雷算法生成的11個(gè)校驗(yàn)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(gè)[5]，所以實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)，可將這83個(gè)亞音頻碼存儲(chǔ)在數(shù)字信號(hào)處理器的內(nèi)存中，不需要?jiǎng)討B(tài) 生成,這樣可以減少運(yùn)算量。當(dāng)對(duì)講機(jī)的FHXPush To Talk)按鍵按下時(shí)，發(fā)射機(jī)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(shí)，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(gè)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(hào)干擾音頻信號(hào)。實(shí)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(lái)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?yàn)V波器,橢圓濾波器的過(guò)渡帶最窄。Madab設(shè)計(jì)結(jié)果是:7階（4 級(jí)），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(gè)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(hào)，從而得到數(shù)字編碼的亞音頻信號(hào)。實(shí)際使用的接收濾波器與發(fā)送濾波器相同。
2.4符號(hào)定時(shí)器
如何設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單可靠的符號(hào)定時(shí)器是數(shù)字編碼靜噪系統(tǒng)的關(guān)鍵因素。早遲門定時(shí)器是一種比較常用的符號(hào)定時(shí)器，由于其簡(jiǎn)單易用的特點(diǎn)，本系統(tǒng) 選擇采用早遲門定時(shí)器進(jìn)行符號(hào)定時(shí)的恢復(fù)。
早遲門定時(shí)器的基本原理是:運(yùn)用匹配濾波器輸出波形的對(duì)稱性來(lái)進(jìn)行符號(hào)定時(shí)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(lái)分析早遲門定時(shí)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(duì)稱的三角波，其實(shí)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(shí)，在T 時(shí)刻，即匹配濾波器輸出的峰值點(diǎn)，輸出信噪比最大。當(dāng)傳送的矩形脈沖受到噪聲干擾時(shí),要找到這個(gè)最佳采樣時(shí)刻是比較困難的,取而代之的是會(huì)再增加兩個(gè)采樣點(diǎn)，一個(gè)在r時(shí)刻之前5時(shí)間,另一個(gè) 在T時(shí)刻之后8時(shí)間，由匹配濾波器輸出波形的對(duì)稱性得知兩個(gè)時(shí)刻的輸出絕對(duì)值是相等的，而且最佳的采樣時(shí)刻就在這兩個(gè)早、遲采樣時(shí)刻的中點(diǎn)位置。
早遲門定時(shí)器的實(shí)現(xiàn)框圖如圖4所示，整體來(lái) 看它是一種帶反饋回路的閉環(huán)系統(tǒng)。首先對(duì)輸人信號(hào)進(jìn)行匹配濾波,然后對(duì)匹配濾波器的輸出信號(hào)進(jìn)行采樣，一共需要采三個(gè)點(diǎn),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(hào)來(lái)判決接收數(shù)據(jù),而y( )和y
(U輸入定時(shí)誤差計(jì)算器進(jìn)行定時(shí)誤差的計(jì)算的,定時(shí)誤差計(jì)算公式如下:eU) = ly(7-,.J
環(huán)路濾波器利用定時(shí)誤差信息和前一個(gè)符號(hào)的定時(shí)信息來(lái)更新當(dāng)前符號(hào)的定時(shí)信息,具體公式如下:L+1 = 代表定時(shí)誤差對(duì)符號(hào)定時(shí)
的調(diào)整增益大小。大的增益可以縮短早遲門定時(shí)器的同步時(shí)間；而小的增益，在接收機(jī)一旦同步上之后,即使傳送脈沖在受到噪聲干擾時(shí),仍能保持符號(hào) 定時(shí)器的相位穩(wěn)定性,所以實(shí)際選取增益大小時(shí),需要有一個(gè)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(shí)，采用早遲門定時(shí)器恢復(fù)符號(hào)的定時(shí)信息，符號(hào)的過(guò)采樣率是20,測(cè)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(shí)誤碼率為10_6數(shù)量級(jí)，完全符合電子工業(yè)協(xié) 會(huì)(EIA)的標(biāo)準(zhǔn)——在接收機(jī)輸出信噪比為8dB時(shí) 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(gè),每個(gè)都是Cohy <23,12)碼，所以各個(gè)碼字之間的漢明距離都是 7W。因?yàn)樾诺澜獯a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(jī)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(zhǎng)度的寄存器中，然后循環(huán)右移，每移1比特就與接收機(jī)預(yù)存的亞音頻碼字計(jì)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(shí)打開(kāi)靜噪電路，否則關(guān)閉靜噪電路c

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