TMS320C5402在16路全雙工來(lái)電顯示中的應用

摘要:來(lái)電顯示的核心部分就是對來(lái)電顯示信號即FSK信號的解調。本文介紹了一種新型FSK解調算 法，該算法是基于最小均方差準則的線(xiàn)性預測算法，能夠快速準確的解調FSK信號，非常適用于來(lái)電顯示。同時(shí)還介紹了TI公司的TMS320C5402 DSP芯片以及來(lái)電顯示在該芯片上的實(shí)現。

來(lái)電顯示功能作為電話(huà)的一種附加功能，被越來(lái)越多的用戶(hù)所接受，成為電話(huà)必不可少的功能。本文介紹的就是一種新型FSK解調算法在來(lái)電顯示中的應用，以及其在TMS320VC5402 DSP上的實(shí)現。

1 基本原理及算法設計

來(lái)電顯示（CID,Calling Identity Delivery）是主叫號碼信息識別及傳送的通俗說(shuō)法，它是由具有主叫號碼信息識別功能的交換機將主叫用戶(hù)的號碼及呼叫的日期、時(shí)間等信息傳送給具有主叫號碼顯示功能的終端。

來(lái)電顯示的信息傳輸方式有2種：2FSK和DTMF。2FSK方式與 DTMF方式相比有如下的優(yōu)點(diǎn)：（l）數據傳輸速率高，在規定時(shí)間內能傳的字符數多；（2）2FSK方式支持ASCII字符集，而DTMF方式只支持數字及少數字符。目前采用2FSK方式的國家和地區有：美國、中國、日本、英國、加拿大、比利時(shí)、西班牙、新加坡等；采用DTMF主要則是以瑞典為代表的一些歐洲國家等。

2FSK是二進(jìn)制信號的頻移鍵控的英文縮寫(xiě)，它是指傳號（指發(fā)送1）時(shí)發(fā)送某一頻率正弦波，而空號（指發(fā)送0）時(shí)發(fā)送另一頻率正弦波。根據Bell202的建議，來(lái)電顯示的數據傳送采用連續相位的二進(jìn)制頻移鍵控，比特率是1200bps，而1對應的頻率是1200Hz，0對應的頻率是2200Hz。

為了以下敘述方便,在此先給出FSK系統的原理框圖,如圖1所示。

整個(gè)系統的核心是FSK的算法設計。從圖1可以看出,關(guān)鍵幾步為:①調制,即如何實(shí)現任意頻率的正弦波發(fā)生器。②濾波器設計包括發(fā)送濾波器和接收端的低通濾波器。這一步相對來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單,可以利用MATLAB軟件來(lái)計算其系數,只要給出要求的截止頻率等參數即可,這大大減輕了我們的工作。③解調方法使用延遲相乘法,其延遲步數k的選擇是整個(gè)系統的關(guān)鍵。④同步可使用鎖相環(huán)來(lái)實(shí)現,這可以參考大多數文獻的鎖相環(huán)實(shí)現方法。為此,在討論中我們著(zhù)重突出第①、③兩步。

1.1 調制部分

調制就是把數字信號變成適合于信道傳輸的正弦波。在此利用查表法來(lái)產(chǎn)生正弦波。因為TMS320C5402中包含一個(gè)N=256點(diǎn)的Q15正弦表。相位Ψi在[0,2π]上均勻分布:Ψi=2iπ/N i∈[0,N-1]。假設sin_addr為正弦表首地址,則sin(Ψi)的地址是sin_addr+i。

調制信號可表示為:x(t)=Asin(2πFt)=Asin(Φ(t)),F={F0,F1}。設Te為抽樣間隔,則當t=nTe時(shí),Φ(nTe)=Φn=2πFnTe=Φn-1+2πFTe

Φn=(Φn-1+ΔΦF)MOD2π

ΔΦF=2πFTe≤π (由仙農定理知:1/Te≥2F)

Φn的取?？衫枚M(jìn)制補碼的循環(huán)性實(shí)現。在程序中,Φn以16位有符號整數In表示:In=215Φn/π-215。例如,當Φn=0時(shí),In=-215；當Φn=π時(shí),In=0；當Φn=2π時(shí),In=215,超出了表示范圍,變成-215,這樣便起到了取模的作用。

由In確定i方法為:i=In/(216/N)+N/2,其中216/N為正弦表相鄰兩點(diǎn)的相位差值,相應的ΔI=215ΔΦF/π=216FTe。

假設絕對幅度誤差為dx,則AsinΔΦF2dx

Asin(2π/N)2dx

A2π/N2dx即N>Aπ/dx

這就是對正弦表大小的要求。反過(guò)來(lái),如果給定N,則對信號幅度提出了限定。

對于v.23,比特率為1200bps,而采樣率一般為8000Hz,每個(gè)比特的采樣點(diǎn)數為8000/1200=20/3,不為整數。為了處理方便,調制時(shí)可以提高采樣率使其為24kbps,則每個(gè)比特采樣點(diǎn)數為20。但要注意,發(fā)送到線(xiàn)路上的信號采樣率仍為8000Hz,可用程序的簡(jiǎn)單循環(huán)控制實(shí)現。按照這種處理辦法,當發(fā)送比特“1”時(shí),ΔI=216F1Te=216×1300×1/(8000×3)=3550;當發(fā)送比特“0”時(shí),ΔI=216F0Te=216×2100×1/(8000×3)=5734。