利用集成收发器简化AISG控制系统设计

首款全集成收发器

利用集成方案可大幅减少实现AISG通信所需的元件数量，MAX9947是目前市场上唯一一款单芯片AISG收发器。芯片集成了发送器、接收器和有源滤波器，与分立方案相比可有效简化设计、降低费用，有助于缩短AISG方案的实施时间。

MAX9947发送器包括OOK调制器、带通滤波器(以满足AISG频谱辐射要求，工作在2.176MHz附近)和输出电平可配置的输出级放大器。接收器包括带通滤波器(工作在2.176MHz中心频率附近，200kHz带宽)、OOK解调器和用于恢复数字信号的比较器。器件支持AISG标准规定的三种数据率：9.6kbps、38.4kbps和115.2kbps。

图4和图5给出了MAX9947的功能框图，以及基站(图4)和塔台(图5)的AISG系统方案。TXOUT处的OOK信号和RXOUT恢复的数字信号分别如图6和图7所示。

图4.基站AISG功能框图。FPGA将数据发送到MAX9947并从MAX9947接收数据，MAX9947调制/解调同轴电缆的OOK信号。

图5.塔台AISG系统框图。AISG收发器连接电缆端的OOK信号和MAX13486E RS-485接口收发器左侧的RS-485数字信号。MAX9947的方向输出(DIR)驱动RS-485收发器的方向控制。

自动方向控制

塔台上可能有多个天线，带有多个RET和TMA。所有这些设备通过RS-485总线以菊花链方式连接。MAX9947 (用于调制/解调同轴电缆的OOK信号)通过RS-485收发器(例如MAX13486E)连接到RS-485总线(图5)。

MAX9947提供自动方向控制输出(DIR)，便于塔台设备(从设备)的RS-485总线仲裁，无需微控制器介入。基站(主设备)决定数据流的传输方向，而塔台设备(从设备)对信息进行解码并响应主控制器的命令。收发芯片的方向控制输出省去了微控制器对RS-485总线从设备的仲裁。

当数据来自基站并在RXOUT解调输出时，收发芯片的方向控制输出DIR置为高电平，将MAX13486置于有效发送模式，以驱动RS-485总线。最后一个停止位之后，经过16个位时钟周期释放DIR。这一时间间隔符合AISG协议，协议要求总线在20比特周期内释放总线(图8)。

图6.MAX9947对TXIN输入数据进行调制，产生OOK信号(TXOUT)，数据速率为9.6kbps。

图7.MAX9947对RXIN输入的OOK信号进行解调，在RXOUT端恢复出数字数据。数据速率为9.6kbps。

图8.RXOUT解调数据输出最后一位之后，经过16个位时钟周期释放MAX9947的方向控制输出(DIR)。数据速率为115.2kbps。

默认条件下，数据由RS-485总线传送到MAX9947收发器的TXIN输入。此时，DIR输出为低电平，总线接口芯片MAX13486E处于接收模式。

收发器芯片的方向控制输出节省了微控制器驱动接口的使能控制。

结论

AISG为电信厂商提供了实现基站和塔台设备通信的标准协议。集成AISG收发器芯片，例如MAX9947，是AISG关于OOK调制、解调协议的全集成方案，利用单芯片解决方案可有效节省设计空间、成本，简化塔台设备的数据流仲裁。