基于DMR通信協(xié)議與數字對講機基帶模塊設計

　　隨著(zhù)嵌入式技術(shù)的發(fā)展，單片機、DSP、ARM等處理器已經(jīng)廣泛應用于通信行業(yè)，尤其是在無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域更是有其不可替代的作用。本設計中所用的核心器件MSP430FG4619是TI公司推出的MCU，TMS320VC5510(簡(jiǎn)稱(chēng)“VC5510”)是TI公司的5000系列DSP，而語(yǔ)音編解碼芯片AMBE一2000也是以DSP為內核的。

　　無(wú)線(xiàn)對講機由于具有即時(shí)通信、經(jīng)濟實(shí)用、成本低廉、使用方便以及無(wú)需通信費等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應用在民用、緊急事件處理等方面。尤其在緊急事件處理以及沒(méi)有手機網(wǎng)絡(luò )覆蓋的情況，對講機更加顯示出它的不可取代的地位。如今，模擬對講機仍然占據絕大部分的市場(chǎng)，但是由于數字通信可以提供更豐富的業(yè)務(wù)種類(lèi)，更好的業(yè)務(wù)質(zhì)量、保密特性和連接性，以及更高的頻譜效率，因此數字對講機的研究、生產(chǎn)和使用是與時(shí)俱進(jìn)的，符合信息化、數字化發(fā)展的必然趨勢。DMR(Digital Mobile Radi0，數字移動(dòng)無(wú)線(xiàn)電)協(xié)議是歐洲電信標準協(xié)會(huì )(ETSI)于2004年所提出的一種新型的數字集群通信協(xié)議，具有很好的發(fā)展前途。

　　1 DMR通信協(xié)議的簡(jiǎn)要介紹

　　DMR協(xié)議使用一種雙時(shí)隙TMDA接入的方式，每個(gè)突發(fā)2個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙30 ms。其中每個(gè)時(shí)隙都有1．5 ms的保護時(shí)間。DMR協(xié)議結構遵守一種普通的分層結構，這種結構適用于描述參考資料和說(shuō)明分層的通信結構。DMR標準定義了一種模型草案，把模型分成3層，如圖1所示。

　　2 整體設計及系統工作原理

　　整個(gè)基帶系統的核心器件為信號處理器件和控制器件。其中，信號處理器件選擇TI公司的DSP芯片VC5510，控制器件為T(mén)I公司的MSP430FG4619單片機。

　　DSP的主要功能自然是數字信號的處理，本設計中VC5510實(shí)現信令編解碼、語(yǔ)音數據的收發(fā)(與AMBE一2000)的通信、幀同步、4FSK調制解調等功能。

　　MCU是整個(gè)系統的控制中心，人機接口(鍵盤(pán)、顯示)與MCU直接相連。MSP430FG4619實(shí)現與射頻模塊的通信(包括基帶信號發(fā)送接收、射頻頻點(diǎn)控制、信道檢測等)，DMR協(xié)議的高層控制(信令)，人機接口互通等功能。MSP430FG4619是TI公司推出的一種超低功耗的16位單片機口，具有豐富的片內外圍資源，有豐富的定時(shí)器、各類(lèi)串口、顯示驅動(dòng)、AD／DA等功能，通用端口也可對位進(jìn)行操作。

　　語(yǔ)音編解碼器件為AMBE一2000，內核其實(shí)也是DSP。它是一種采用MBE(AMBE)算法的高性能多速率語(yǔ)音編解碼芯片，用于實(shí)現對數字語(yǔ)音數據的編碼及解碼，其編解碼速率可以硬件、軟件控制，根據DMR協(xié)議的需要以及AMBE一2000的特點(diǎn)，編解碼速率選擇為3．6kbps。與AMBE一2000相連的AD／DA轉換器選擇為AD73311，其兼容性非常好，廣泛用于完成語(yǔ)音信號的模擬／數字互相轉換。MSP430FG4619FG4619自帶的AD／DA與射頻接口相連，完成最終基帶信號的數字／模擬相互轉換。

　　信令與語(yǔ)音的通信機理是不一樣的：信令發(fā)送端由人機接口發(fā)起，通過(guò)MCU組幀，送往DSP編碼，再交由MCU進(jìn)行D／A轉換，經(jīng)射頻模塊發(fā)送出去；接收端的信號經(jīng)過(guò)MCU的A／D轉換后送往DSP進(jìn)行解碼，解碼成幀后送往MCU進(jìn)行處理。而語(yǔ)音的編解碼完全由AMBE一2000來(lái)實(shí)現，經(jīng)過(guò)DSP中轉，由MCU進(jìn)行發(fā)送或接收。

　　3 關(guān)鍵模塊電路連接原理

　　3．1 MCU與DSP之間的連接

　　由于VC5510具有增強主機接口(EHPI)，因此可以直接將主機接口的相應引腳與MCU相連。其中HINT為送往主機的中斷，必須為MCU中具有中斷功能的通用I／O口，設計中選擇P1．3，其他引腳可以為一般的GPIO。其電路連接原理圖如圖2所示。