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設(shè)計(jì)具有ARQ功能的全雙工數(shù)據(jù)電臺(tái)
1 系統(tǒng)組成
系統(tǒng)由全雙工數(shù)據(jù)電臺(tái)和用戶的DTE終端設(shè)備組成，框圖如圖1所示。
全雙工數(shù)據(jù)電臺(tái)提供數(shù)傳通道，全雙工最大傳輸速率為64kb/s，ARQ功能由DTE終端通過軟件編程實(shí)現(xiàn)。
2 數(shù)據(jù)電臺(tái)的硬件設(shè)計(jì)
全雙工數(shù)據(jù)電臺(tái)由MCU 89C51、擴(kuò)頻芯片W9310、射頻模塊W9360、MAX238（RS232接口芯片）、擴(kuò)展并口8255及電臺(tái)的參數(shù)設(shè)置、波道顯示等電路組成，如圖2所示。
W9310為直接序列擴(kuò)頻加解擴(kuò)和數(shù)據(jù)處理芯片，它內(nèi)部包括6個(gè)功能模塊：
*串行總線接口SBI—與MCU實(shí)現(xiàn)雙向通信；
*接收機(jī)—完成擴(kuò)頻接收機(jī)的所有數(shù)字信號(hào)處理功能；
*發(fā)射機(jī)—產(chǎn)生擴(kuò)頻的PN碼，并將加擴(kuò)結(jié)果輸出到射頻模塊W9360；
*TDD控制器—實(shí)現(xiàn)TDD協(xié)議和各種握手信號(hào)、接口信號(hào)；
*發(fā)送和接收的FIFO—作為發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的緩沖器；
*主時(shí)鐘產(chǎn)生器—產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)W9310各模塊的時(shí)鐘信號(hào)。
圖2中，各部分的作用是：
*MAX238為4入/4出的RS232接口芯片，實(shí)現(xiàn)TTL電平與RS232電平轉(zhuǎn)換。
*W9310的串口信號(hào)線（RTS、CTS、DCD、DTR、DSR、TXD、RXD）通過MAX238與DTE終端相接。另外，W9310為用戶提供接收時(shí)鐘（FCLK_RT）和發(fā)送時(shí)鐘（MHZ2_ST），在MHZ2_ST的上升沿采樣Tx引腳上的信號(hào)，在FCLK_RT的下降沿采樣Rx引腳上的信號(hào)。
*W9310與射頻模塊W9360的接口信號(hào)線有：DI、MODOUT、PLLSW、TXEN和RFPWR。其中，DI是W9360接收機(jī)送來的解調(diào)信號(hào)；MODOUT是W9310擴(kuò)頻后的基帶信號(hào)，它輸出給W9360射頻模塊；TXEN控制射頻模塊的收/發(fā)轉(zhuǎn)換；PLLSW用來切換電臺(tái)的PLL；REPWR控制發(fā)射機(jī)功放電源的開關(guān)。
*89C51通過8255讀取電臺(tái)的工作參數(shù)設(shè)置，包括：全雙工/半雙工、發(fā)射的高/低功率、PN碼組、同步特字UW（Unique Word）、主叫方/被叫方、電臺(tái)的工作波道等；89C51在讀取電臺(tái)的工作參數(shù)后，通過它的P1口設(shè)置W9310、W9360的相應(yīng)寄存器并將相關(guān)的引腳設(shè)置為高、低電平；89C51通過8255將當(dāng)前工作的波道號(hào)送LED顯示，電臺(tái)的各種工作狀態(tài)指示送發(fā)送二極管顯示。
*W9360模塊提供基帶到RF和RF到基帶的信號(hào)轉(zhuǎn)換，模塊內(nèi)Philips公司生產(chǎn)的UMA1015M雙頻率全臺(tái)器及兩個(gè)VCO，組成發(fā)送、接收波道選擇的兩個(gè)鎖相環(huán)。MCU根據(jù)設(shè)置的波道通過串口編程UMA1015M的控制寄存器。
綜合以上內(nèi)容，圖3給出了DTE終端、MAX238、W9130和W9360的連線圖。
DTE與數(shù)據(jù)電臺(tái)的數(shù)口信號(hào)完全符合RS232C標(biāo)準(zhǔn)。在開始數(shù)據(jù)通信前，用戶必須使RTS、DTR信號(hào)有效，主叫方和被叫方完成捕獲突發(fā)幀和空閑突發(fā)幀交換后，W9310使CTS有效，表示W(wǎng)9310已準(zhǔn)備好傳送Tx引腳上的數(shù)據(jù)；DCD信號(hào)有效時(shí)，表示W(wǎng)9310將接收的數(shù)據(jù)送到Rx引腳上。全雙工接口時(shí)序如圖4所示（假設(shè)RTS、DTR有效）。
3 TDD協(xié)議原理
W9310通過TDD協(xié)議實(shí)現(xiàn)全雙工。TDD協(xié)議將W9310輪流設(shè)置為發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，當(dāng)兩部電臺(tái)通信時(shí)，一部為主叫方，另一部為被叫方。TDD協(xié)議保證主叫方發(fā)送時(shí)，被叫方接收，反之亦然。對(duì)用戶而言，他們只關(guān)心在保證要求的傳輸速率下，電臺(tái)是否全雙工工作，所以，W9310的實(shí)際傳輸速率要高于用戶的數(shù)據(jù)速率。理想情況下，假設(shè)W9310的傳輸效率100%，而且不附加任何同步數(shù)據(jù)，那么，它的收發(fā)速率是用戶數(shù)據(jù)速率的2倍，一半時(shí)間發(fā)送數(shù)據(jù)，一半時(shí)間接收數(shù)據(jù)。但實(shí)際情況是，W9310為保持同步，它要在用戶的數(shù)據(jù)前添加同步開銷數(shù)據(jù)，所以，它的實(shí)際傳輸速率是用戶速率的2.6倍。
TDD協(xié)議中用到捕獲突發(fā)幀、空閑突發(fā)幀和數(shù)據(jù)幀三種幀結(jié)構(gòu)，圖5為它們的結(jié)構(gòu)圖。
幀中各部分的位數(shù)如表1所列。
表1
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