VHF数据通信系统实现方法

空中通信系统的类型较多，卫星通信以及单边带都相对常见，同时还具有甚高频(VHF)。由于甚高频通信系统的优势特征较为显著，诸如拥有较低的通信费用、简单的设备等等,其实施数据通信更多更广。本研究建立在此发展形势基础上，实施最新数字通信技术，介绍空中甚高频数据通信相关内容，涵盖的内容包括了串口通信技术、数字调制解调以及检错纠错编码、发射接受系统的匹配等等。此研究的目标实得到理想的嵌入式系统,达到数据信号经VHF通信系统远程无线数据传输的良好成效。

关键词：VHF;数据通信系统;实现方法

早在上世纪七十年代末，我国就已经重视GMDSS系统(GlobalMaritimeDistressandSafetySystem)即全球海上遇险及安全系统。之后的发展中，逐渐予以空中安全较高的重视度，并相继的提出了诸多的空中遇险与安全通信相关构想。下面研究采取DSP以及专用调制解调芯片达到在通信系统中数据传输目标的举措，阐述调制方法和所用芯片的选型、芯片特征、全部系统的总体设计、软件的实现、调试结果等内容，为实践工作提供有价值的指导。

1嵌入式芯片的选择与GMSK调制技术

嵌入式系统在人们的生活以及生产领域都已经具有大量的渗透，例如全球GPS定位仪、宇宙飞船、数控车床、全自动洗机、手机等等。嵌入式系统的基础就是计算机技术，软硬件能剪裁,构成部分较多，最主要的就是嵌入式微处理器、嵌入式操作系统以及外围硬件设备、用户的应用程序几种。作为外围器件的嵌入式系统，包括了微处理器的特殊计算机系统,涵盖硬件和软硬件，诸如I/O端口、处理器/微处理器、存储器等。嵌入式处理器的构成包括了嵌入式微处理器(EMPU)、嵌入式DSP、片上系统(SOC)以及微控制器(MCU)。芯片功能的开发，应该具有一个开发工具作为依托，通常就是指仿真开发系统。在采取DSP仿真开发系统以后，其可以针对汇编语言编写源程序实施编译,生成可执行代码。之后跟踪程序运行过程，观察好运行结果，展开相应的调试，同时将程序思路中错误的内容进行查找并修改，最终实现程序设计目标。GMSK为于调制器之前加的一种高斯低通滤波器，也可以认为以高斯低通滤波器充当MSK调制前置滤波器。GMSK的优势是较为显著的，其处理速率以及解决频谱宽度问题等效果，显著的优越于其他调制方式。构建起GMSK信号便捷的举措即为高斯滤波在数据流经以后，进行调频处理VCO,但是却在维护VCO中心频率稳定上具有难度。调解GMSK信号可以实施相同于MSK信号的正交相干解调举措。对于参考载波和时钟进行恢复，为实现此正交相干解调重要内容，而且也能够应用模拟相加方法展开解调。GMSK信号等效低通功率谱密度的计算机模拟结果，数字移动通信期间展开高速率数据传输的过程中,为达到邻道带外辐射功率在-80dB到-60dB以下的重要指标,需要信号具备非常紧凑的功率谱,系统便实施此调制策略。

2系统硬件设计及实现

上位机以及下位机是全部系统的构成。串口调试软件属于上位机的主要构成，MAX7000系列的EPM7064STC100-7为时序控制芯片,功效就是可以连接机由串口线;构成下位机的部分较多，其中主要的部分就是调制解调芯片、中央控制芯片(dsp)、串口和时序控制芯片(FPGA)。进行选择串口芯片的类型上，TL16C550C以及TL16C550CI属于升级功能后的产品，TL16C550B属于基于TL16C450前提下进行升级的产品。进行升级期间，应用FIFO模式展开升级的包括TL16C550C、TL16C550CI、TL16C550B，对于相应的数据实施接收、发送等，能够改善CPU软件计算负荷问题。串口通过TL16C550以及MAX3238实现，MAX3238转化RS-232C协议为TTL电平，RS-232C协议明确的规定了电器的逻辑电平以及特性、各种信号线功能等。CMX909B的D7是数据线以及DSP低八位数据线相连,其中包括地址线，同片选信号线CSN共同对于可编程寄存器进行选择，同DSP低二位线进行连接。CMX909B能够变为寄存器的地址空间8000H一直到8003H。通过CPLD译码之后，提供片选信号CSN，RDN以及WRN都是读写选通信号,通过DSP读写信号以及通过CPLD译码之后进行驱动，中断信号就是IRQN，属于线或者逻辑的输出，低阻的时候为有效时输出，反之高阻。在RX电平测量电路内，DOC1以及DOC2进行连接，各管角通过电容进行接地。TX输出端为TXOP，VBIAS通过电容接地，具备0.5VDD的电平，提供给内部电路应用，另外采取4.096MHz的晶体振荡器。本文中的存储器是采取IDT71V416(静态存储器)、AM29LV400B(闪存)通信系统安全，前者是256K×16的静态存储器，后者为256K×16的闪存。闪存(FLASH)AM29LV400B以及静态存储器(SRAM)IDT71V416具有几乎相同的配置，构成的部分涉及到地址线、数据线以及读选通等。其中，IDT71V416在DSP数据空间中占据了4000H至8000H，对于运算期间的变量实施储存，AM29LV400B在DSP数据空间中占据8000H到FFFFH，进行系统扩展。

3软件设计情况

采取《VisualC++/TurboC串口通信编程实践》所提出串口调试助手构成上位机软件，汇编语言实现下位机的软件编程。系统的初始化中，进行dsp工作状态科学合理的设置，清除掉缓冲区、标志位，调控好TL16C550初始状态。下位机软件系统主体是大的循环状态,在检测CMX909B所接收载波期间的标志位时，会转入接收例程。《VisualC++/TurboC串口通信编程实践》串口调试助手为专业的工具软件，进行调试串口程序。截面包括了串口设置区(设置串口以及波特率)、发送收入区(填写待发送的数据)、接收显示区(设置成自动清空或者手动清空)几方面。对于数据打包方法以及软件设计内容上，设置TL16C550字长八位停止位两位，缓冲区是十四字节触发。TQB(连续发送四个字节的任务)+TDB(发送240bit数据块的任务)+TSB(发送单字节的任务)是CMX909B发送格式,接收格式是SFS(检测帧同步的任务)+RDB(接收240bit数据块的任务)。设定串口时，通过TL16C550设定。设定好DLL内分频系数是20，开启了主程序之后，TL16550经中断的举措，同DSP维持数据传输的效果。初始化将dsp工作状态进行设定，把缓冲区和标志位进行清空，对于初始的TL16C550工作状态进行设置。如果TL16C550接收一帧数据期间，标志位F5501ooptr置1，程序开放串口，中断发送，把数据传送给上位机。标志位都是于CMX909B以及TL16C550中断子程序、发送接收例程进行置位、清零。寄存器LSR最低位BITO显示出在FIFO内有无数据。中断流程把所获数据向着DataBuffer550RD后置标志位F9091ooptr转移为1，落实CMX发送例程。另外，实施设置调制解调芯片CMX909B。ControlRegister为只写寄存器，调控好解调器的比特率为正常状态中，而且对于时钟提取和信号电平测量电路的响应时间接收，以及掌握住内部模拟滤波器的情况。ModeRegister只写寄存器进行掌控调制解调器的基本操作模式。中断程序包括的内容一共是三个方面，分别是指发送、信号判别以及接收，进行区分的就是标志位Fsd、F909inttr。

4调试结果

进行设计系统，展开相应的印刷电路板图，落实相应的制作后，进行工作的内容就是安装元器件并且展开对应焊接，再实施测试器件的电源和地，处理好不良线路(虚焊合错误、短路等情况)。本研究采取简单的闪光灯测试程序、串口调试程序两种程序统调系统。其中，闪光灯测试程序经调用延时程序，使得三个闪光灯进行亮、灭的变换，运行程序结果一致于预期的结果，所以DSP系统具有正常的运行状态。串口调试程序是，程序在运行的期间，通过串口调试助手让串口可以得到自发自收能力，同时能够经延时子程序，良好的掌控发送和接收之间时间。表明字符串在计算机作为桥梁的环境下，达到了TL16C550，建立在DSP控制前提下，经过延时之后，穿过串口送回至计算中。测试结果显示出，上位机所发出字符串跟下位机所接收的相同，反复的操作，依然具有一致的结果，串口工作是理想状态的。

5结语

本文进行相应的试验，最终实现数据经串口的传输效果，同时科学的调制GMSK,经VHF电台发射达到设计全部系统的目标。在空中数据通信采取VHF电台，具备重要的应用价值，当前以及未来都是重点研究内容。重点探究的内容具有设计嵌入式系统、研究调制解调举措、获取理想数据加密方法等等，本文实现了对以上的问题展开初步探索。

参考文献：

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作者：许智杰 单位：中国民用航空中南地区空中交通管理局设备工程公司

（编辑：天瑞地安资讯网）

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