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篇1：会议芯片M34116及其在专网通信中的应用
会议芯片M34116及其在专网通信中的应用
摘要：在目前专网数字通信中，普遍采用会议调度或会议电话方式。M34116是欧洲著名的SGS-汤姆逊电子公司生产的PCM会议呼叫和声音产生电路。本文主要介绍该器件的会议功能、控制指令和典型的应用电路，并给出单片机与M34116的接口电路和控制软件程序。关键词：PCM 母线 时隙 会议
1 概述
在专用通信系统中，电话会议是不可缺少的功能，如部队的指挥调度、车站的站场调度、话务转接台的三方会议、会议录音等都会用会议功能。目前，市场上出现的会议信号合成器处理专用集成电路芯片主要有Motorla公司的MC145611、Mitel公司的MT8924、SGS-汤姆逊公司的M34116。M34116有以下主要技术特点：
*可汇接1～64方会方式通话；
*最多可达29组会议；
*可在3种模式下同时工作，会议、透明传输和声音产生；
*典型的比特率为1356/1544/2048/4096Kb/s；(本网网收集整理)
*兼容所有PCM帧格式；
*A/μ律可选；
*每一个通道为相同的优先级；
*从发送到接收有一个帧又一个时隙的延时；
*各通道的增益从0～15dB可控；
*声音产生从3.9MHz到3938Hz，最小间隔为3.9Hz；
*在并行口上有7种不同的声音输出，最多4种不同持续频率；
*一种最多可编程32种不同持续频率的声音旋律；
*5V供电；
*兼容TTL电平输入和TTL/CMOS电平输出。
2 功能描述
2.1 引脚说明
M34116为24引脚双列直插封装，引脚如图1所示。
2.2 内部结构
当系统组织一个电话会议时，参加会议的任一台话机接口的输出信号都必须同时送到其余所有话机接接收端。换而言之，会议中每一个接口的接收端所收到的信号就是除本身外其余所有话机接口输出的模拟话音信号的叠加。在数字交换中，由于话音信号的二进制非线性编码（A/μ律）特性，不允许将来自若干路接二进信号简单地相加。图2为M34116内部结构图。会议芯片须占用一对母线，交换网输出的PCM信号由芯片的PCM I踅攀淙耄经串-并变换后，输入线性化电路。线性化后的各引时隙（抽样）加上控制系统端口的衰减或增益电平被送入加法器相加，加完后的结果通过POWER 10再线性化后送入帧RAM中。哪些时隙构成一个会议，由控制系统经数据总线中口写入。当一个接口发起一个会议时，控制系统为该会议编排一个1～29的编号。此后，其它接噪中根据需要加入已经存在会议，或重新组织另一个会议。控制系统由数据总线口将各会议的编号及参加每个会议的各时隙的编号写入会议RAM中，地加法器对各信号正确地组合相加。加法器输出的信号经非线性化电路还原为A/μ律编码信号，最后有并一串变换电路恢复为串行输出，送往对应的交换网络PCM输入总线。
2.3 功能说明
M34116是专为PCM数字交换应用而设计的器件，能汇接64方会议和最多29组会议。M34116与交换网络、微处理器连接中图3所法。交换网可以采用M3488或MT8980D等数字交换网络。经过PCM编码后，其输出时隙比输入时隙延时一个帧（加一个时隙），因此，做会议接续时应延时一个时隙。输入、输出关系如图4所示。M34116对每种工作模式的每一通道具有可编程衰减 或增益控制，输入/输出的范围均为±15dB。
3 控制字软件设置
微处理器对M34116的控制是通过设置以下命令字实现的。先通过设置操作模式，发送操作模式，进行指令设置和功能选择。扩展位E=1，F1、F0设置PCM字节格式。F1、F0=00无位翻转，F1、F0=01偶位翻转，F1、F0=10奇位翻转，F1、F0=11所有位翻转。M34116必须复位后设置
操作模式。
3.1 会议接续（指令1）
该指令由5个字节组成：前4个字节为数据字节，第5个字节为控制字。第1个字节的内容为会议组编号及会议启动位S，当S=1时，本组会议的所有寄存器清0，只有当接入一组新会议的第1个时隙时，才置S为1，P4～P0对应会议组编写（1～29）；第2个字节为输入衰减或增益控制，AI4=1时，为增益控制，AI4=0时，为衰减控制，AI3～AI0为设置的值（0～15dB）；第3个字节为输出衰减或增益控制；第4个字节为时隙选择，PT=1时，在加入会议前的PCM抽样信号翻转，用于回波抑制；第5个字节为控制字。
3.2 透明接续（指令2）
该指令是M34116的另一功能，为其一时隙的PCM输入输出的衰减或增益电平调整，延时一个帧和一个时隙。该时隙不是会议参加方。
3.3 拆线（指令3）
拆掉是一会议成员，结束透明接续或结束产生产生，都要用该指令一一拆线。
3.4 溢出信息（指令4）
单字节指令，读取会议溢出，通过设置空位选择B1～B0（0～3）。该指令之后，当读有效时，根据选择值读取数据总线上数据，判断哪此会议溢出。
3.5 声音产生
指定增益或衰减的声音时隙和声音序列。该声音序列由最多4对持续声音和最多32对持续频率旋律组成，频率范围为3.9Hz～3938Hz，持续范围为32ms～8610ms。既可以指定所有时隙，也可以用FFHEX字节结束。M34116不断地指定或者拆线。旋律可编程为正弦波或方波。
最多可同时产生7个声音和1个旋律时隙，声音和旋律产生的指令格式相同。第1个字节为输出增益或衰减，第2个字节为时隙号，第3个字节为操作码，FFHEX字节为结束码，Sn7～Sn0为频率间隔(n范围为1～4)，Tn为旋律（n范围为1～32）。
3.6 状态信息
状态指令用来读取指令寄存器或声音旋律寄存器的.内容，通过指定时隙号读取状态字节。这些字节包括：会议号或透明模式或声音或未连续，输入/输出衰减或增益。若为声音模式，则读取声音的持续频率序列。第1个字节为时隙选择，第2个字节为控制字。当设置读取时隙后，后续读取的值依赖该时序的操作类型（P4～P0）。P4～P0=0，为拆线状态，后续读取的数据无效；P4～P0=1～29，为会议号；P4～P0=30声音或旋律操作，后续读取的为声音序列；P4～P0=31，为透明接续。
4 M34116典型连接电路
M34116典型应用电路如图5所示。微处理器为MCS-51系列单片机W77E58P，交换网采用敏迪公司MT8980D。由于交换网采用的是4.096Mb/s时钟，F0i是其同步信号（8kHz）输入，置低后，C4i的第一个下降沿启动内部时钟，而M34116则是在C4i的第一个下降沿启动，所以，在使用同一时钟时，在M34116引脚CLK与交换网的C4i引脚间加一反向电路。在电话会议期间，控制系统可靠需要向参加会议的用户发送一些提示信号音。当外电路在TF端输入一个频率为f的方波时，M34116可能在PCM OUT端输出一个频率为f的正弦波PCM信号；当TD为高电平时，芯片输出信号音，同时关闭PCM话音信号。当TD为低电平时，信号音输出禁止，恢复正常的PCM输出。信号音从哪些时隙输出可由单片机写入适当的控制字规定，本文只介绍实现会议功能，故将TD与TF引脚接地。
5 M34116在专网中的应用程序实例
根据前面的介绍，通过图5的接口电路，处理器可以对控制字读写，完成所需的功能。本文简要列举会议的组织、加入、拆线，其它控制字可参考这些用例。
#define unch unsigned char
#define DATA34116 8001 //数据地址
#define CTRL34116 8000 //控制地址
#define START_CONF 0XFF//会议开始
#define JION_CONF 0X00 //加入会议
5.1 组织会议
/*参数ConfNumb：会议号（1～29）。MeetInGain：会议输入增益。MeetOutGain：会议输出增益。ChannelNumb:会议时隙。Flag：新会议开始标志*/
#pragma disable
void ConnetConf(unch ConfNumb,unch ChannelNumb,unch MeetInGain,unch MeetOutGain,unch Flag){
if(Flag==START_CONF){
XBYTE[DATA34116]=0x10|ConfNumb;/*创建的会议号*/
XBYTE[DATA34]=MeetInGain；/*输入增益*/
XBYTE[DATA34116]=MeetOutGain; /*输出增益*/
}
else if(Flag=JION_CONF){
XBYTE[DATA34116]=0x1F & ConfNumb;/*会议号*/
XBYTE[DATA34116]=MeetInGain；/*输入增益*/
XBYTE[DATA34116]=MeetOutGain; /*输出增益*/
}
XBYTE[DATA34116]=0x40|ChannelNumb;/*会议时隙*/
XBYTE[CTRL34116=0x07;/*写控制字*/
}
5.2 拆线
/*参数ChannelNumb:会议时隙*/
#pragma disable
void DisconnetConf(unch ChannelNumb)
{
XBYTE[DATA34116]=0x1F & ChannelNumb;/*会议时隙*/
XBYTE[CTRL34116]=0x0F； /*写控制字*/
}
图5
5.3 三方会议
A、B、C三方欲组织一会议。假设A母线为HW_A，时隙为tsa；B母线为HW_B，时隙为tsb；C母线为HW_C，时隙为tsc；输入输出增益均为0，HW_CONF为M34116的母线。
（1）会议初始化
ConnectConf(1,0,0,1,START_CONF);
//创建会议，会议号为1，时隙为1
ConnectConf(1,0,0,2,JOIN_CONF);//时隙2加入会议
ConnectConf(1,0,0,3,JOIN_CONF);//时隙3加入会议
（2）时隙交换
connect(HWA,tsa,HW_CONF,1);//将A的时隙与会议时隙1进行双向连接
connect(HWB,tsb,HW_CONF,2);//可参考《单片机与嵌入式系统应用》.7
connect(HWC,tsc，HW_CONF，3)；//或参考MT8980D数据手册
这样就组成了三方会议。还可以将会议母线为HW_CONF、时隙为5送到专用操作台，组成多方式或交母会议。注意，时隙必须是5。因为输出时隙比输入时隙延时一个帧又一个时隙。
篇2：OFDM在短波通信中的应用
摘要：介绍了当前短波（HF）通信中串行、并行两种体制的最新发展现状，着重讨论了正交频分复用（OFDM）技术在HF通信中的实际应用，最后指出在短波通信中采用OFDM体制需要解决的几个关键性问题。
关键词：短波 OFDM 串行调制解调器 并行调制解调器
卫星通信和短波（1.5～30MHz）通信是目前远距离通信的两种主要手段。对军事通信而言，卫星在战争期间易被干扰或阻塞，甚至被摧毁而失去通信能力，因此，就通信的顽存性、机动性和灵活性而言，短波通信具有无可比拟的优越性。其发射功率小，设备简单，通信方式灵活，抗毁性强，以电离层为传输媒质，而电离层基本具有不可摧毁性，传输距离可达数千公司而不需要转发。这些优点使短波通信成为军事部门及其它机构远距离通信和指挥的重要工具。此外，在海上通信和机载通信中短波通信占有重要地位。潜艇、水面战舰、远洋商船、渔轮和科考船队通常都配备短波电台与外界建立通信联系，而且海上通信对数据传输的速度要求越来越高，有力地推出了海上短波通信技术的发展。机载短波、超短波通信是航空通信的重要手段，特别当飞机要进行低空、超视距和远距离通信而又缺乏现代预警机与机载卫星通信系统时，机载短小、超短波通信成了唯一的通信渠道。
1 短波通信中传输高速数据信号的调制技术
短波传输分为天波和地波两种方式。对天波传输方式而言，短波信道是一种时变色散的信道，它利用电离层的反射传送信息。由于电离层是分层、不均匀、各向异性、随机、有时空性的介质，因此短波信道存在多径时延、衰落、有时空性的介质，因此短波信道存在多径时延、衰落、多普勒频移、频移扩散、近似高斯分布的白噪声和电台干扰等一系列复杂现象。此外对现代短波通信系统，信道大多数具有频率的选择性，多径传输产生了信号的相干衰落与符号干扰，短波通信的性能在很大程度上取决于系统设计对信道传输补偿的效果。短波信道通常情况下是一种缓慢变化的信道，多径延迟典型值2～8ms，多普勒频率扩展的典型值0.1Hz，多普勒频移在0.01～10Hz范围内变动，在高纬度地区多径延迟可达13ms以上，多普勒扩展可达73Hz。
多径效应引起的时域扩展是限制数据通信速率的主要因素。目前短波通信中存在并行制和串行制两种体制。并行体制是将发送的数据并行分配到多个子通道上传输，串行体制使用单载波调制发送信息。关于串行和并行两种调制方式到底哪种优越，一直有争论。文件认为：这两种调制解调器在低速通信中已使用多年，没有哪一种显示出绝对的优势，目前在北约9.6kbs HF通信标准中同时考虑串行、并行调制体制。而绝大多数认为串行体制更优势，若在可通率相同的情况下，比较二者的误比特率，则串行比并行体制低。
串行体制的特点是在一个话路带宽内采用单载波串行发送高速数据信号，因此提高了高频发射机的功率利用率，克服了并行体制功率分散的缺点。由于串行体制采用了高效的自适应均衡、序列检测和信道估算等结合技术，能够克服由于多径传播和信道畸变引起的符号干扰（ISI）。目前最先进的串行体制调制解调器采用256QAM调制，应用一种被称为“分组判决反馈均衡（BDFE）”的技术，在3kHz带宽上数据传输速率达16kbps。
并行体制已经存在几十年了，上个世纪90年代中期以前，并行体制的各个子载波在频率上是互相不重叠的，采用的不是正交频分复用（OFDM）技术，如美国的第三代军用标准MIL-STD-188-141B和MIL-STD-188-110B在并行调制方式中定义16音和39音两种模式，子载波之间不相交。
OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）是一种特殊的多载波传输方式，由于各子载波之间存在正交性，允许子信道的频谱互相重叠，与常规的频分复用系统相比，OFDM可以最大限度地利用频率谱资源。同时它把高速数据通过串行转换，使得每个子载波上的数据符号持续长度相对增加，降低了子信道的信息速率，将频率选择性衰落信道转换为平衰落信道，从而具有良好的抗噪声、抗多径干扰的能力，适于在频率选择性衰落信道中进行高速数据传输。在OFDM中通过引入循环前缀，克服了OFDM相邻块之间的干扰（IBI），保持了载波间的正交性，同时循环前缀长度大于信道扩展长度，有效地抑制了符号干扰（ISI）。目前OFDM技术已在IEEE8.2.11a、ETSI BRAN HIPERLAN/2、本地多点业务分配系统（LMDS）、数字用户线路（ADSL/VDSL）、数据音频广播（DAB）、数据视频广播（DVB）、Digital Radio Mondial(DRM)中得到广泛应用。
目前正在研制的新一代并行体制调制解调器采用OFDM技术，通过加入保护间隔，可以有效消除ISI，降低均衡的复杂度。下面介绍OFDM在短波通信中的应用情况以及仍需解决的几个关键问题。
篇3：OFDM在短波通信中的应用
随着基带信号处理能力的提高和用户对带宽需求的`增加，在过去几年里HF数据传输速率大幅度提高，加拿大CRC的试验工作是在3kHz带宽实现9600bps传输速率的第一个成功尝试。随后由美国的Harris公司、通用航天航空防务公司、法国的Thomson公司和德国的Daimler-Chrysler航空航天部门在高速HF数据通信领域做了许多有意义的工作，当前已能提供9600bps以上的传输速率。
提高通信速率是HF通信领域研究的一个主要方向。HIL-STD-188-110B在2400bps以上传输速率中，提供从3200、4800、6400、8000、9600、12800bps（无编码）的传输服务，STANG5066也支持高速HF数据通信业务。在并行和串行两种调制方式中寻找新的发送波形和新的编码方式是提高HF通信速率的关键。由于OFDM技术具有较强的抗多径干扰的能力，能够有效地抑
制ISI和子载波干扰（ICI），已被成功应用于DRM中。值得注意的是DRM同样使用短波频段（3～30MHz）传输音频和数据信息。下面研究OFDM在短波通信领域里应用比较成功的几个例子。
2.1 英国Racal Research Limited的实现途径
在战术电台环境下，VHF（30～300MHz）通信是常采用的一种规范；但在复杂的地形条件下，VHF通信有时会出现障碍，此时可以尝试采用接近垂直入射（NVIS）的短波电台建立通信联系。英国的Racal Research Limited开发出一种适应于HF NVIS信道的并行体制调制解调器。它采用OFDM技术，子载波个数为56，信号的调制方式250QAM、64QAM、16QAM、FSK、PSK、SSB，在3kHz带宽上实现无编码最高传输速率16kbps，能够在多普勒扩展1Hz、延迟扩展5ms的HF NVIS信道条件下正常工作。该调制解调器是在快速DSP原型平台上实现的，系统采用了Motorola的定点DSP56300处理器，通过软件无线电技术使得设计复杂度大为降低。
此外，为进一步检验采用OFDM技术的调制解调器的实际性能，6月，在DERA加拿大对CRC的串行调制解调器和Racal的并行体制调制解调器进行了三个星期的现场比对试验。发射机是10kW的DERA Cove电台，接收站点位于DERA的Malvern（距离140km）和Funtington(距离45km)。经过现场试验，两种调制解调器性能略有差异，在黎明OFDM比串行体制调制解调器性能好，在整个晚间误码率性能一直接低，在白天两种调制解调器工作都很好。由于两种调制解调器都没有采用FEC编码，误码率较高。
2.2 法国Thomson公司的实现途径
采用OFDM体制，子载波个数79，信道编码采用基于帧结构的turbo code编码方式，数据传输速率达9600bps。
每帧结构如下：
・每帧3个OFDM符号；
・每个OFDM符号有79个子载波；
・第1个OFDM符号有52个数据和27个导频符号；
・第2个OFDM符号有79个数据和0个导频符号；
・第3个OFDM符号有79个数据和0个导频符号；
・每个OFDM符号周期32.81ms；保护间隔6.15ms；
・子载波间隔37.5Hz，第1个子载波和最后1个子载波间隔2925Hz；
・短交织时间长度1.8s；长交织时间长度10.8s。
2．3 ARD9900调制解调器
该调制解调器是由环球无线电通信公司（Universal Radio Incorporation）推出的最新一代商用产品，具有传输数字语音、图像、数据的功能，语音编码部分采用先进的vocoder AMBE技术。主要参数如下：
・采用OFDN调制，子载波子数36，子载波间隔62.5Hz，信号调制方式OQPSK；
・基带信号带宽280～2530Hz；
・数据传输速率50baud/3600bps；
・每帧有3个OFDM符号，每个OFDM符号周期20ms，保护间隔4ms；
・FEC编码：内层卷积编码1/2，结束长度7，生成多项式[133,171]8;外层Reed-Solomon编码[44，36]8；
・具有图像、语音、数据加密功能。
2.4 一种满足地面和飞机通信标准的并行调制解调器
国际民事飞行组织（ICAO）建立了地面与飞机联系的短波通信标准；SARPS for HF Datalink、AMCP/5-WP172。该标准采用单载波数据，最高传输速率达1800bps。S.Zazo等人对此进行改进，提出采用OFDM调制的两套新方案。第一种方法：每帧由3个OFDM符号组成，子载波个数16，一个用于信道探测的OFDM符号后接两个连续OFDM数据符号。第二种方法：每帧由一个用于信道探测的短OFDM符号和一个长OFDM数据符号组成；短OFDM符号由16个子载波组成，长OFDM符号由32个子载波组成。系统主要参数如下：
・信道编码：Reed-Solomon编码[63，45]；
・信号调制方式：QPSK；
・短交织长度1.8s;长交织4.2s；
・方案一：子载波间隔175Hz，有效OFDM符号周期5.71ms，保护间隔2.62ms；
・方案二：子载波间隔87.5Hz，有效OFDM符号周期11.43ms，保护间隔3.93ms。
仿真结果表明：两方案在误比特率（BER）方面性能改善显著，同时还有效降低了前同步信号（preamble）和信道探测信号的长度，对于提高传输速率具有重要意义。
3 OFDM在
HF通信实际应用中需要解决的几个关键性问题
由于短波带宽较窄，在MIL-STD-188-141B中定义的带宽为4kHz，通常语音带宽可以压缩至3kHz,因此目前串行体制的调制解调器可以在3kHz带宽实现9600bps以上的传输速率。考虑采用OFDM体制时，由于子载波个数有限，需要降低插入导频的密度，这就给信道估计带来一定的困难。以MIL-STD-188-110A中39音调制解调器为例，OFDM符号周期Ts=22.5ms，子载波频率间隔Δf=76.92Hz，对于最大时延扩展Td=4ms，最大多普勒扩展fd=σ=2Hz，需要每隔Nk=1/2fdTs=11.1≤个OFDM符号和在NL≤1/2TdΔf=1.6个子载波间插入导频。可见插入导频的方式值得深入研究，文献提出一种在时域、频域内采用六角形插入的导频方式，比矩形插入方式更为有效。降低插入导频密度的另外途径是采用最大似然译码方法改进信道估计和解调的性能。
另外，信道编码方式也需要深入研究。采用信道编码直接降低了有效通信速率，目前短波中大多采用删除型卷积编码方式，如MIL-STD-188-141B中采用生成多项式（133，171）约束长度7，1/2码率输出的卷积码，经删除后输出码率为3/4。而其它编码方式，如网格编码（TCM）、turbo码、分组trubo码（Block Turbo Code）、多层卷积编码（Multievel Convolutional Codes）也可能是更有效的方式。
虽然OFDM对抗多径干扰具有较好的性能，但是OFDM也存在如下缺点：（1）存在较高的峰值平均功率比（PAR）；（2）对载波频偏移敏感，对同步要求高，如果考虑保密通信，在保持OFDM载波同步、符号同步和采样同步的前提下，跳速通常低于100跳/秒，容易被地方跟踪上。
目前单载波短波通信传输速率已达到9.6kbps，对均衡的要求很高，若要进一步提高传输速率已经很难了，OFDM技术能够将频率选择性衰落信道转化为平衰落信道，具有较强的抗ISI能力。可以预计，在未来提高短波通信速率方面OFDM将是一个研究的主要方向。本文对OFDM技术在短波通信领域的实际应用做了一个综述性回顾，并指出在OFDM实际应用中需要解决的关键性问题。
篇4：OFDM在短波通信中的应用
OFDM在短波通信中的应用
摘要：介绍了当前短波（HF）通信中串行、并行两种体制的最新发展现状，着重讨论了正交频分复用（OFDM）技术在HF通信中的实际应用，最后指出在短波通信中采用OFDM体制需要解决的几个关键性问题。关键词：短波 OFDM 串行调制解调器 并行调制解调器
卫星通信和短波（1.5～30MHz）通信是目前远距离通信的两种主要手段。对军事通信而言，卫星在战争期间易被干扰或阻塞，甚至被摧毁而失去通信能力，因此，就通信的顽存性、机动性和灵活性而言，短波通信具有无可比拟的优越性。其发射功率小，设备简单，通信方式灵活，抗毁性强，以电离层为传输媒质，而电离层基本具有不可摧毁性，传输距离可达数千公司而不需要转发。这些优点使短波通信成为军事部门及其它机构远距离通信和指挥的.重要工具。此外，在海上通信和机载通信中短波通信占有重要地位。潜艇、水面战舰、远洋商船、渔轮和科考船队通常都配备短波电台与外界建立通信联系，而且海上通信对数据传输的速度要求越来越高，有力地推出了海上短波通信技术的发展。机载短波、超短波通信是航空通信的重要手段，特别当飞机要进行低空、超视距和远距离通信而又缺乏现代预警机与机载卫星通信系统时，机载短小、超短波通信成了唯一的通信渠道。
1 短波通信中传输高速数据信号的调制技术
短波传输分为天波和地波两种方式。对天波传输方式而言，短波信道是一种时变色散的信道，它利用电离层的反射传送信息。由于电离层是分层、不均匀、各向异性、随机、有时空性的介质，因此短波信道存在多径时延、衰落、有时空性的介质，因此短波信道存在多径时延、衰落、多普勒频移、频移扩散、近似高斯分布的白噪声和电台干扰等一系列复杂现象。此外对现代短波通信系统，信道大多数具有频率的选择性，多径传输产生了信号的相干衰落与符号干扰，短波通信的性能在很大程度上取决于系统设计对信道传输补偿的效果。短波信道通常情况下是一种缓慢变化的信道，多径延迟典型值2～8ms，多普勒频率扩展的典型值0.1Hz，多普勒频移在0.01～10Hz范围内变动，在高纬度地区多径延迟可达13ms以上，多普勒扩展可达73Hz。
多径效应引起的时域扩展是限制数据通信速率的主要因素。目前短波通信中存在并行制和串行制两种体制。并行体制是将发送的数据并行分配到多个子通道上传输，串行体制使用单载波调制发送信息。关于串行和并行两种调制方式到底哪种优越，一直有争论。文件认为：这两种调制解调器在低速通信中已使用多年，没有哪一种显示出绝对的优势，目前在北约9.6kbs HF通信标准中同时考虑串行、并行调制体制。而绝大多数认为串行体制更优势，若在可通率相同的情况下，比较二者的误比特率，则串行比并行体制低。
串行体制的特点是在一个话路带宽内采用单载波串行发送高速数据信号，因此提高了高频发射机的功率利用率，克服了并行体制功率分散的缺点。由于串行体制采用了高效的自适应均衡、序列检测和信道估算等结合技术，能够克服由于多径传播和信道畸变引起的符号干扰（ISI）。目前最先进的串行体制调制解调器采用256QAM调制，应用一种被称为“分组判决反馈均衡（BDFE）”的技术，在3kHz带宽上数据传输速率达16kbps。
并行体制已经存在几十年了，上个世纪90年代中期以前，并行体制的各个子载波在频率上是互相不重叠的
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篇5：系统芯片nRF24E1及其在无绳电话中的应用
摘要：首先，简要介绍系统级RF收发芯片nRF24E1的各个功能模块及其特性。然后，分析无绳电话的工作原理，介绍怎样用nRF24E1在无绳电话中实现话音信号的无线接收和发送。最后，给出实际应用中的一些体会。
关键词：nRF24E1射频无线通信无绳电话8051
引言
nRF24E1收发器和nRF24E2发射器是NordicVLSI推出的两种系统级芯片，采用先进的0。18μsCMOS工艺、6mm×6mm的36引脚QFN封装；以nRF2401/02芯片结构为基础，将射频、8051MCU、9输入12位ADC、125通道、UART、SPI、PWM、RTC、WDT全部集成到单芯片中；内部有电压高速器（工作电压1.9～3.6V）和VDD电压监视，通常开关时间小于200μs，数据速率1Mbps，输出功率0dBm；不需要外接SAW滤波器，是目前世界首次推出的、全球2.4GHz通用的、完事的低成本射频系统级芯片。nRF24E1/nRF24E2适用于无线鼠标和键盘、无线手持终端、无线频率识别、数字视频、遥控和汽车电子及其它短距离无线高速应用。
1nRF24E1功能介绍
nRF24E1结构框图如图1所示。
（1）微处理器
nRF24E1微处理器的指令系统与工业标准8051的指令系统相兼容，但两者的指令执行时间有些不同。通常，nRF24Ex的每条指令执行时间为4～20个时钟周期，而工业标准8051的每条指令执行时间为12～48个时钟周期。nRF24E1比工业标准8051增加了ADC、SPI、RF接收器1、RF接收器2、唤醒定时器5个中断源，以及3个与8051一样的定时器。NRF24E1内含1个与8051相同的UART，在传统的异步通信方式下，可用定时器1和定时器2作为UART的波特率发生器。为了便于和外部RAM区进行数据传递，nRF24E1的CPU还集成2个数据指针。nRF24E1微控制器的时钟直接来源泉于晶振。
微处理器中有256字节的数据RAM和512字节的ROM。上电复位或软件复位后，处理器自动执行ROM中引导区的代码。用户程序通常是在引导区的引导下，从EEPROM加载到1个4KB的RAM中，这个4KB的RAM也可作存储数据用。如果应用当中不用掩膜ROM（也即内含的ROM），程序代码必须从外部非易失性存储器中加载。比较常见的是通过SPI接口扩展型号为25320的EEPROM。
为了控制一些标准8051没有的功能，nRF24E1增加了一些特殊功能寄存器，如RADIO（P2）、ADCCON、ADCDATAH、ADCDATAL、ADCSTATIC、PWMCON、PWMDUTY等。其P0和P1也和标准8051有所不同，其它的特殊功能豁口与标准8051相同。
（3）PWM和SPI接口
nRF24E1具有一个可编程控制的PWM输出。使用时，通过程序改变DIO9（即P0.9）的功能，并可编程决定PWM工作于6位、7位或8位。
SPI（串行外设接口）的3个口与GPIO（DIN0、DION0和DION1）和RF收发器重用。SPI硬件不产生任何片选信号，通常用GPIO的位（P0口）作为外部SPI设备的片选口。
（3）RTC唤醒定时器、WTD和RC振荡器
nRF24E1内有一个低功耗的RC振荡器。该振荡器不能禁止，当VDD≥1.8V时，其连续工作。RTC唤醒定时器和WTD（看门狗）为2个16可编程定时器，它们的工作时钟为RC振荡器的LP――OSC。唤醒定时器和看门狗的定时时间约为300μs～80ms，默认值为10ms。
（4）A/D转换器
nRF24E1内有9通道10位ADC，线性转换时间为每10位48个CPU指令周期。A/D转换器的9个输入可通过软件进行选择。通道0～7可以把对应引脚AIN0～AIN7上的电压值转换为数字值，通常8用于对nRF24E1工作电压的监控。A/D转换器默认工作于10位方式，可通过软件使其工作于6位、8位或12位方式。
（5）无线收发器
nRF24E1收发器通过内部并行口或内部SPI口与其它模块进行通信，具有同单片射频收发器nRF2401相同的功能。DuoCeiver接收器输出的数据准备信号，可通过程序使其为微处理器的中断或通过GPIO口传给CPU。NRF240x工作于全球开放的2.4～2.5GHz频段。收发器由1个完整的频率合成器、1个功率放大器、1个调节器和2个接收器组成。输出功率、频道和其它射频参数可通过对特殊功能豁口RADIO（0xA0）编程进行控制。发射模式下，射频电流消耗仅为10.5mA，接收模式下为18mA。为了节能，可通过程序控制收发器的开/关。
2无绳电话
无绳电话系统基于两个模拟音频通道进行工作，因此，无绳电话的无线收发系统必须能够高保真地仿真这两个模拟音频通道。
话音的音频一般介于300～3400kHz，和固定电话的.工作频率相近。把话音进行数据化时，至少需要用8位的处理器来进行处理。一般，话音的采样频率为6.8kHz。在实际使用中，常把采样频率设为8kHz，因此，每个音频通道的工作速率最低求为64kb/s。采样频率的提高，有利于改善音质和降低预处理的要求，但同时，对数据处理速率的要求也相应的更高。
根据射频通信的协议，在发送端把音频信息分割、按地址进行打包，在接收端对数据进行检查、整合，这样可以防止偷听、提高稳定性和安全性。要从数字信号重新产生音频信号，最简单的方法是对数字信号过滤后，用脉宽调制的方法进行处理。重新产生8位的音频信号需要8位的脉宽调制器。脉宽调制器的载波频率越高，对接收后过滤处理的要求越低。
篇6：系统芯片nRF24E1及其在无绳电话中的应用
（1）基本原理
nRF24E1满足无绳电话所需要的性能要求：
①内嵌10位A/D转换器，可用于音频采样和电池监控；
②2.4GHz射频收发器，独特的ShockBurst通信方式；
③为D/A提供8位PWM输出。
音频的发前过滤、发后过滤和放大必须在片外进行。用nRF24E1进行无绳电话的数据传输的基本原理如图2所示。
（2）A/D转换
nRF24E1片内ADC的采样信号，在不够一个RF数据包之前，存储在微控制器8051中。采样数据满包后，8051一边存储下一个新的数据包，一边把已满的数据包转换到RF前端去。在ShockBurst通信方式下，每包为24个字节或3ms的音频采样信号。在没有音频信号输入的时候，可以减少输出或只输出很短的状态信息。这样，既减少数据传输的任务，同时也减少系统功耗。在系统设计时，这种节能方法必须在发送端实现。
（3）射频通信
射频连接必须能够保证双向都为64kb/s数据速率，并且要求这个连接是全双工的，即两个收发器能同时工作。由于ShockBurst特性，所有与协议相关的操作都由硬件来处理。虽然
nRF24E1使用的是低速的8051微控制器，但无线传输速度可达到1Mb/s。在初始化配置后，nRF24E1就可对射频收发器进行控制。
时隙由采样频率决定（8kHz=125μs）。每个时隙，A/D必须被读取1次，PWM的值也被更新1次。主从收发器在进行数据传送之前必须先同步化（握手）。RF使用的数据包可定为248位（8位引导信号+16位CRC+32位地址+24字节有用数据），因此，每个数据包含有24个采样信号。为了达到实时要求，必须3ms发送1次。
（4）D/A转换
当RF前端收到1个有效的数据包，微控制器收到1个RF接收中断时，接收到的数据包中的有效数据部分可用RF前端的I/O豁口分离出来，然后，再把分离出的有效数据部分存储起来作为PWM的输出信号。PWM输出通过8位PWM引擎来驱动，不需要微控制器分担处理任务。nRF24E1中PWM调制器的最大载波频率为64kHz，这个频率易于数据接收后的过滤。
4结论
经使用证明，nRF24E1非常适合用作无绳电话的收发模块，它有以下优点：
*nRF24E1内嵌8051，更易于减小体积；
*不必编写压缩音频信号的代码；
*更易于实现高音质、安全的通信；
*2.4GHz的收发频段为全球开放频段；
*电池监管更方便，且功耗低，用120mAh的电池，可以达到13小时的通话时间或1200小时的待机时间；
*nRF24E1的GPIO使得扩展其它功能，如音量控制、LED指示等更加容易。
