无线数据通信应用论文

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应用领域：

手机测试

挑战：

中国的手机市场发展迅猛，世界各大手机厂商竞相争夺手机用户。在如此激烈的竞争中，手机的功能日趋丰富，比如摄像头、MP3、FM调频收音机等等。同时，手机通讯协议也层出不穷，GSM、CDMA、GPRS、CDMA2000、EDGE、WCDMA等等。为了应对产品的不断变化，工程师面临着提高效率并缩短产品市场化时间的挑战，他们需要一个灵活而强大的通用测试平台。我们先来看一个通用测试平台针对手机通讯协议的变化而表现出来的优势。大家知道，2G的协议比如GSM和CDMA都已被成功地运用于市场了，而3G的协议比如WCDMA，CDMA2000等等是未来的必然趋势。在从2G到3G的转变中，面临客户群、设备置换、技术的成熟度风险等等问题。运营商希望能够进行平滑的过渡，在不丢失已有手机用户的情况下，首先升级交换网络部分，这使得用户可以使用过渡期的2.5G产品，然后等时机成熟时再升级无线网络部分达到3G的标准。2G的测试仪器已经比较成熟，3G的测试产品正在加紧开发，2.5G的专用测试设备却由于传统仪器制造商考虑到研发成本和市场前景的问题而匮乏。

一家著名的手机制造商制造了支持EDGE(EnhancedDataratesforGSMEvolution)协议的2.5G手机产品，需要针对这一产品的测试方案。EDGE是一个专业协议，由于它的出现时间比较短，了解它的人也比较少，要在短期内构建一个EDGE测试系统是一个巨大的挑战。为了在市场上与同行竞争，需要在一个月内能够使用这套测试设备。

应用方案：

利用TestStand模块化，兼容性强，可自定义的特点，根据生产测试的需要对其进行修改与完善，并结合LabVIEW，GPIB卡，以及相应的测试仪器，创建百分之百符合自己需要的CDMA基站测试系统。

使用的产品：

硬件上整个系统包含了一个PXI机箱，其中有：

NIPXI-8186摘要：MSM6882是日本OKI公司生产的、采用最小频移键控方法的数据调制解调器。该器件内含接收、发送和时钟产生电路，且数据传输波特率可在1200bps和2400bps中选择。文中介绍了MSM6882的主要性能和工作原理，给出了MSM6882在无线通信中的应用电路设计。

关键词：MSM6882；最小频移键控；无线数据通信

1引言

计算机与数据终端的普及使得无线数据通信技术在很多领域得到广泛应用。在无线数据传输设备中，调制解调器是不可缺少的一环。调制解调器的调制方式主要有频移键控（FSK）、相对相移键控（DPSK）等，其中最小频移键控（MSK）调制方式是FSK方式中较好的一种。MSK调制方式是连续相位频率键控（CP－FSK）方式的特殊情况，其调制系数为0．5。MSK信号在码元转换瞬间没有相位突变，因而信号频谱在频带之外的滚降会加快，占用频带比PSK信号窄，但却具有与PSK相同的性能，非常适合在无线通信中使用。

MSM6882是日本OKI公司生产的采用MSK调制方式的调制解调芯片。它的工作温度为－25℃～70℃，采用DIP22或SOC24封装，其主要特点如下：

●片内滤波器采用开关电容结构；

●数据传送波特率1200／2400bps可选；

●片内发送滤波器可作为音频信号滤波器单独使用；

●接收定时再生电路有两种同步方式供用户选择；

●片内集成有振荡电路；

●调制可采用正弦或余弦方式；

●采用单5V电源供电（MSM6882－5）。

2MSM6882的引脚功能

MSM6882的引脚排列如图1所示，其引脚功能描述如下：

X1、X2：晶体输入脚。当外接时钟时，X1悬空。

MCS：时钟频率选择端。该脚为“0”时，外部晶振或时钟选择3．6864MHz，为“1”时，外部晶振或时钟选择7．3728MHz。

ME：调制器使能端。该端为“0”时，TI脚与发送低通滤波器相连，为“1”时，调制器与发送低通滤波器相连。

SD：发送数据输入脚。

ST：发送时钟输出脚。使用时可用ST信号的上升沿同步SD脚的信号。

SIN：正弦调制方式选择。

PRE：发送数据预置选择。为“0”时，SD脚信号输出至AO脚。

BR：波特率选择位。其选择方式见表1所列。

表1波特率选择表

时钟频率（MHz）MCSBR波特率（bps）

7.3728112400

101200

3.6864001200

SG：片内模拟信号地。

GND：芯片电源地。

TI：音频信号输入。

AO：调制信号输出。

AI：解调信号输入。

CDT，CDO：芯片测试脚。正常使用时，CDT脚应接地，CDO脚悬空。

RD：接收数据端。经解调后的信号由此脚串行输出。

RT：接收数据时钟。使用时可用RT信号的下降沿同步RD脚数据。

CF：快速锁相控制。该端为“1”时，RD脚和RT脚的输出信号相位差大于22．5°，相位校正将快速完成；如果相位差小于22．5°，相位校正以低速进行。而在该脚为“0”时，无论RD脚和RT脚的输出信号相位差为多少，相位校正均以低速进行。通常情况下该脚接高电平，即选择快速锁相方式。

CT：同步方式选择。为“0”时，锁相环在50比特内完成相位同步。为“1”时，锁相环在18比特内完成相位同步。

FT：自环测试控制。通常接高电平。

VDD：芯片电源端口。

3MSM6882的内部结构原理

MSM6882的内部结构如图2所示。该电路主要由三个部分组成：发送电路、接收电路和时钟发生电路。发送电路包括调制器、发送低通滤波器和两个RC低通滤波器。它在PRE和SIN输入信号控制下可完成对输入二进制数据的调制或输入音频信号的滤波。在完成调制功能时，首先由调制器将输入数据调制为MSK信号，再由发送滤波器和两个RC低通滤波器滤除高频分量并加以平滑后，输出到线路上。在完成音频滤波功能时，发送滤波器将与调制器断开而与TI端接通，从而直接将输入的音频信号滤波并送至线路。

接收电路由RC低通滤波器、混频器、接收带通滤波器、限幅器、采样保持电路、延迟检测器、检测后置滤波器和定时再生器组成。接收信号经接收滤波器滤除杂波后，可由限幅器和采样保持电路变换为方波信号输入延迟检测器。然后由延迟检测器恢复出解调数据，经检测滤波送入定时再生电路以提取接收时钟，最后将接收时钟和解调数据输出。

图3

时钟发生电路可为整个电路提供时序信号。

4应用电路

图3给出了MSM6882的实际应用电路。此电路的通信波特率为1200bps，由于MSM6882的发送数据和接收数据均需要有同步时钟来同步，因此应选择82C51异步串行通信接口芯片来使MSM6882与AT89S52微处理器相连接。通过AT82C51的RTS脚可控制电台的PTT，而RTS则通过反相信号控制MSM6882的发送使能。电台的SPK脚和MIC脚通过各自的耦合回路与MSM6882的AI脚和AO脚相连。在设计时，82C51单片机CLK脚的输入时钟周期应在0．42μs到1．35μs范围内，否则芯片可能不能正常工作。由于MSM6882的AO脚的输出电平较高，因此，通过可调电阻W1可调节调制信号输入到电台的幅值。从电台接口出来的SPK信号一路经信号限幅后送入MSM6882的AI脚，另外一路经放大、检波、幅值比较后送入82C51的DSR脚，以作为载波检测信号。同时，通过W2调节载波检测信号的灵敏度。当系统检测到该信号时，可以采取延时发送的方式来避免同频干扰和信道阻塞。对82C51的操作方法可参考相关书籍，这里不再重复。对于抗干扰性要求较高的场合，电台和调制解调器之间可采取加入传输线变压器的方法将两端的电信号进行隔离，由于篇幅所限，这里不再赘述。

P操作系统

NIPXI-5660

2.7GHzRF信号分析仪，9kHz到2.7GHz，20MHz实时带宽，80dB真实动态范围

NIPXI-5670

RF信号源，250kHz到2.7GHz，16位，100MS/s任意波形发生，22MHz实时带宽

NIPXI-5122

14位数字化仪，100MS/s实时采样，2GS/s随机间隔采样，100MHz带宽

NIPXI-4070

6位半数字万用表，6ppm精度

其中，NIPXI-5660被用作矢量信号分析仪，NIPXI-5670被用作射频信号源，NIPXI-5122被用作示波器，NIPXI-4070被用作数字万用表。

软件上使用了LabVIEW图像化开发环境和NI-DAQmx驱动程序。

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