短波軟件無(wú)線(xiàn)電通信系統中的DSP技術(shù)

圖中射頻轉換模塊（RF）包括2個(gè)混頻器和相應的模擬濾波器，以產(chǎn)生合適的中頻寬帶信號；模／數轉換部分，采用了二中頻并行A／D轉換方案，所選芯片為AD9240；數字信號處理模塊中的數字下變頻部分，其完成的功能主要有：下變頻、濾除帶外噪聲、降低采樣率等。主要指標有動(dòng)態(tài)范圍、抽取濾波器的性能、頻率分辨率和輸出信號的精度等。所選芯片為Harris公司生產(chǎn)的HSP50016； 數字信號處理模塊中的數字信號處理部分，主要完成信息解調、控制射頻前端和接收面板CPU的控制信號等任務(wù)。我們要求該部分的微處理器芯片速度快、精度高及具有較多便捷的信息傳輸通路和通信端口。所選芯片為T(mén)I公司生產(chǎn)的TMS320C31。信號接收過(guò)程為：天線(xiàn)接收到的高頻信號(15 kHz~30 MHz)以后，與可調本地振蕩器(LO1頻率為：62.5~92.5 MHz)相混頻，得到期望的第一中頻信號(62.5 MHz)，再與本地固定振蕩器(LO2頻率為：62.5 MHz) 混頻產(chǎn)生第二中頻信號(2.5 MHz)。然后對此中頻信號用10 MHz的采樣率進(jìn)行A／D并行采樣，采樣后的數字信號處理采用專(zhuān)門(mén)數字處理器件HSP50016和通用DSP芯片（TMS320C31）聯(lián)合處理方式，在數字信號處理模塊，先采用數字下變頻器HSP50016對該數字信號進(jìn)行下變頻、抽取，得到正交的2路I，Q號，然后再根據面板發(fā)出的解調方式來(lái)對信號進(jìn)行解調及信號分析等。解調后把信號送往D／A口，對FSK調制方式來(lái)說(shuō)，解調后信號直接送出數據(DATA)。
2 短波軟件無(wú)線(xiàn)電接收機中的數字信號處理
2.1 數據流的輸入
參見(jiàn)圖1，在中頻2.5 MHz上以10 MHz的采樣率f_s完成量化后，其14位的并行數據進(jìn)入數字下變頻器HSP50016，HSP50016把f_s=10 MHz的14位并行數據變?yōu)?4位的f_s=39062.5 Hz的行數據送到DSP的串行口。在DSP里，通過(guò)串口中斷接收這些數據。數據輸出時(shí)，DSP將處理后的上、下邊帶信號以f_s=39062.5 Hz采樣率分別送往各自的D／A。
HSP50016輸出數據的格式為先I后Q，循環(huán)如此，每對數據的發(fā)送率是39.0625 kHz(T=25.6 s)。UDSP是通過(guò)串口中斷取得這些數據的。這就產(chǎn)生一個(gè)問(wèn)題：UDSP怎么知道當前取到的數據是I還是Q呢?
通過(guò)對HSP50016的分析，我們知道，I，Q信號并非各占T／2。HSP50016發(fā)送I或Q所需時(shí)間是由串口時(shí)鐘及數據長(cháng)度決定的。我們定義HSP50016的串口時(shí)鐘為5 MHz(不能定義為2.5MHz，因為信號的中心頻率為2.5 MHz ，而串口時(shí)鐘的幅度較大，這樣會(huì )有一部分時(shí)鐘信號滲漏到信號中，從而使解調的質(zhì)量大大下降。)，數據長(cháng)度為24位，加上起始及停止位，共26位。
這樣發(fā)送I所需時(shí)間為：

HSP50016發(fā)送I，Q數據與C31中斷及定時(shí)器計數值之間的時(shí)序關(guān)系如圖2所示。

圖2(a)是HSP50016發(fā)送I，Q數據的順序及時(shí)寬。
圖2(b)是HSP50016發(fā)送I，Q數據的具體過(guò)程。
圖2(c)是DSP串口的接收過(guò)程及串口中斷的發(fā)出時(shí)機。
圖2(d)表示DSP響應串口中斷的過(guò)程及在I，Q中斷期間定時(shí)器的記數情況。
根據式(1)及圖2所表示的邏輯關(guān)系，我們只要在程序中設置一個(gè)定時(shí)器即可區分出I或Q信號。設定時(shí)器采用C31內部時(shí)鐘(C31的工作頻率為60 MHz)，即計數頻率為15 MHz，則發(fā)送I時(shí)可計數：
5.2×15=78個(gè) (2)
而發(fā)送Q可計數：
20.4×15=306個(gè) (3)
由式(2)、式(3)可得，當計數值＞200時(shí)，此時(shí)發(fā)送的數據為I(實(shí)際值應該在306左右)；反之則為Q。