基于DSP组建短波电台无线数据传输网络的系统设计

PCI接口模块设计

PCI接口模块采用了DSP-PCI桥芯片PCI2040，该芯片通过C5402上的8位并行主机接口(HPI)与DSP实现无缝连接，并且提供了标准的PCI总线目标接口。PCI2040与C5402的连接如图3所示。

在设计PCI2040与C5402的接口电路时，除了连接相应的数据线、地址线和控制线，还要把PCI2040上的主机到DSP的复位信号引脚/HRST0连接到C5402的复位信号引脚/RS上，由用户程序通过PCI2040控制C5402的复位，并且把C5402的/HINT引脚和/INT2引脚相连接，保证接收中心的DSP在复位时正确选择HPI自举加载的方式。

异步串行接口及EPROM模块设计

异步串行通信接口模块采用MAX232将C5402输出的TTL电平转换为符合RS-232标准的电平，可以与遵循该标准的器件进行通信。本方案利用了C5402的缓冲串口McBSP0的两个引脚——DR0和DX0作为通用的输入和输出引脚，用来模拟异步串口。

EPROM芯片采用了AT29C512，其存储容量为。在用户端要把DSP的复位信号/RS通过开关和DVDD连接，手动地产生复位信号，并断开 /HINT和/INT2的连接，以便在复位时程序可以由EPROM正确地加载。

系统软件设计

信号检测算法流程

设采样率为f，码元速率为R，则对每个码元采样得到的点数为：N=f/R。在DSP的RAM中设置一个滑窗，其长度为N，用来保存采样结果，每次采样后用新样本覆盖滑窗中最老的样本，实现数据的更新。在RAM中预先保存了对导频信号进行数字化处理所得到的N点本地导频序列，以及对MFSK信号进行数字化处理所得到的本地MFSK序列，并开辟N点的缓冲区，用来保存导频检测结果。

系统软件总体流程

程序开始时，先要进行初始化，对一些初始值和硬件状态进行设置，之后就进入数据收发进程。接收中心首先发送一个"查询"信号，开始一次数据接收，并为整个通信网提供定时的基准。用户检测到"查询"信号后，如果有数据需要发送，则在属于自己的时间段内发送数据。接收中心以一定的时间间隔不断发送"查询"信号，由此实现双向的数据传输。

实验测试结果

根据组网方案和设计的软、硬件，本文使用短波电台组建了一个包含三个用户、一个接收中心的星型网络，并在此网络上测试组网方案。

在进行数据收发之前，使用短波电台提供的自动选频功能，进行实时选频，建立各个用户与接收中心之间较高质量的无线短波信道。实验设定码元速率为100波特，采用4FSK信号调制方式，比特率达到了200bps；选择m序列的长度为15，在每段数据信号之前，插入20个周期的位同步导频。为了防止对于同步导频的漏检和虚警，在接收端采取连续检测到8个周期的导频信号后，开始对接收信号进行非相干解调的方法，并根据平方率检测器输出的平方和结果的大小，判断数据信号是否已经起始。根据用户数据长度，每个用户分配1s的定时时间，实现多用户的组网。

测试结果表明，所组建的短波电台无线数据传输网络，可以准确地完成信息的发送和接收，实现了组网的功能。

结语

本文从短波信道和短波电台的特性出发，通过仔细分析论证，提出了一种采用时分多址，时分双工，多进制频率键控的组网方案，并根据该方案设计了基于DSP的软、硬件。通过实验，证明该方案完成了组网的功能

作者：王晓宇,谢维信 西安电子科技大学,深圳大学 来源：电子设计应用