FSK制式来电显示的几种解码方式比较

1、FSK制式来电显示的几种解码方 式比较作者:日期:FSK制式来电显示的几种解码方式比较日期：2007-12 20来源：国外电子元器件作者：杨雯静 罗志昕1刘锦高杨爱强字体：大 中小摘要：主要探讨基于FSK制式的主叫号码来电显示的几种解码方式，详细介绍专用电路解调、锁相环解调和数字信号处理器（DSP）软件解调的识别方式，给出相应理论依据和实验数据，最后分析各种解码方式的优缺点。关键词： 来电显示；FSK; HT9032;74HC9046 ; BF5351引言主叫号码识别（俗称来电显示）已成为电话通信的一项重要功能，在许多CTI呼叫中心和交换机中也是不可缺少的。全世界的来电显示主要分为4大类：Be

2、llcore FsK主要是中国、美国、加拿大使用； ETSI FSK主要是欧洲及我国台湾地区使用 ：JT FSK主要是日本使用：DTMF主要是我国台湾和印度地区.本文主要讨 论FSK制式来电显示的解码方式，详细介绍基于专用电路、锁相解调和基于DSP的3种解调方式.2专用电路解调主流的来话显示电路有 Mitel公司的 MT88E39、MT88E43、MT88E45等:Holtek公司的HT9032 ; NPC 公司的SM8332; Freescale公司的MCl45447 ; EMC公司的EM92547A。笔者以 HT9032为例介绍FSK解 码方式，着眼于 Type I或On-hook cal

3、ler ID应用，符合Bell 202及V。23规范。HT9032将FSK解调器 包含在一个电路中，引脚及功能与 Freescale公司的MCl45447及EMC公司的EM92547A相兼容。该电路硬件主要由 HT9032与Atmel的Mega8型单片机组成，如图l所示。HT9032解调出的FSK基带信 号送入单片机的捕获中断，信号码率为1200b/s,所以Mega8设定1.2 kHz时钟频率对信号进行采样判决。由于采样周期不可能是理想的1200 Hz,会使采样位置渐渐偏离码元中心，造成判决错误，所以每次下降沿捕获中断产生后，单片机记数时钟重新复位，矫正其采样相位。然后延时0.4 ms （2。

4、4kHz）,取码元中点，并开始按1。2 kHz速率采样，由此得到0、1比特流，将其按10bit合成字节信息，每个字节起始位是 1, 结束位为0,中间8位为信息。最后根据主叫识别的单数据消息格式提取所需的消息字，得到来电日期与 来电号码。个人收集整理，勿做商业用途本文为互联网收集，请勿用作商业用途HT9032RING IN J =TIP RING RDET1 RDET2 TEST RIME pm VSSVDD DOUTC DOUT C5ET wrrNC XI 11以 141312TTT01PBCOCP)图1便件椎图主叫识别信息数据的格式有二种：单数据消息格式（ SDMF）和复合数据消息格式（MD

5、MF ）,前者结构简单，也比较常用，具体格式如下:信通占用信号标志信号消息类型字消息长度字消息校验和信道占用信号：由一组300个连续的“OW 1（二进制位）交替组成，第一个比特为“0：最后一个为1在通话状态下，信道占用信号不发送，接收端只在正确收到这个信号后才认为后面紧跟的为有效信号。标志信号：由180个（挂机状态下）或80个（通话状态下）标志位（逻辑 1）组成，即持续的高电平.消息类型字：单数据格式情况下为“04H表示为主叫号码传送信息。消息长度字：占一个字节，为消息字的数目。消息内容：单数据消息格式消息字内容如下：日期，时间（月，日，时，分），共8个字节;主叫号码（如果允许显示）；如果不允

6、许显示主叫号码， 将传送字符“巴当终端交换机无法得到主机号码时，将传送字符“0”校验和：校验字的算法是将消息数据（即单数据格式的消息类型字、消息长度字和消息数据字）按 256的 模求和取补来得到校验字。其HT9032解码输出比特信号为：0001000001,0110010001,0000011001,0000111001.0100011001,0001011001,0100011001,0110011001.0001011001,0111011001,0100011001,0110011001,0110011001,0000111001.001101100 ,0100011001.010011

7、1001,0000111001,0110011001,0000011001,0100011001.0010010001,0 x04,0 x13,0 x30,0 x38,0 x3 lt(R34,0 x31?0 x33,0 x34.0 x37,0 x31,0 x3 3,0 x3 3(R38,0 x36,0 x31,0 x39,0 x38,0 x33,(K30,0 x31,0 x12根据单数据消息格式分析后得到来电显示的时间为：08月14日13时47分，来电号码为校验位：0 x12。所有数据(包括校验位)和按 256的模求和为00,证明收到的数据完全正确。3锁相环解调锁相环

8、主要包括鉴相器、环路滤波器和压控振荡器。鉴相器可分为数字鉴相器与模拟鉴相器，数字鉴相 器一般由异或门或边沿触发器组成 ，模拟鉴相器由乘法器组成，环路滤波器一般选用比例积分滤波电路。设输入信号为： TOC o 1-5 h z 匕二匕 11cos叫nT)Aw)i(1)式中，a (nT)为调制的数字信号，3为FSK信号频偏，设锁相环的带宽足够宽，环路锁定，则VCO输出信号频率与输入信号频率一致，也是调频波，如果鉴相器采用正弦鉴相器，VCO输出的电压为广田信加瓯+a仇啊J式中，旌为稳态相差，为一常数，一般小于 90,反比于环路增益，由式(2)可得VCO输出频率为卬由三叫+口他丁)曲，地卡加卢31。加1

9、3;压控振荡器输出频率与控制电压关系为：3=3C+AoVq与(3)式相比可得匕小(叫加他由此可知压控振荡器的控制电压与 FSK的调制信号成正比，在实际电路中，只要加一些整形比较电路就 可将其恢复为数字信号，完成 FSK的解调.在笔者开发的系统中，选用74HC9046型数字锁相环来完成 FSK的解调，如图2所示。C1CIaC1_B7信号输入3 14 YY.4986 A12H指十比较1vco11PC Ion/PC Pout霉相楮出PCJOLT|I3相位比较而C1IQ 1S1 等出图2锁相环电路框图PCI、PC2分别是门鉴相器和边沿触发鉴相器，这里选用 PCI输出，环路滤波器选用无源比例积分滤波器，

10、卞g据FSK制式来电显示信号的特点，设定74HC9046的参数如下，中心频率fc=1.7 kHz,跟踪带宽为2fL=1.5 kHz,环路滤波器带宽为l kHz,R1=10 kHz, C1=O。3 F,R2=E具体计算可参考 74HC9046的数据 手册），由于一般电容器的误差比较大，所以 R1要根据实际情况微调才能保证环路能跟踪FSK信号。输入信号用信号源来代替，其中心频率为1.7kHz。频偏正负0.5 kHz,调制速率1。2 kb/s。由于采用数字锁相环，输入信号必须为TTL ,所以要对输入信号进行放大限幅，限幅后的信号与锁相输出信号频率一致，但存在少许的相位差即稳态相差.当锁相环进入锁定状

11、态后，其 VCO的电压与基带信号一致，由于FSK制式来电显信号1代表1.2 kHz, 0代表2.2 kHz,所以锁相解调输出的信号要经反相后才输 入到单片机进行消息字的提取，单片机处理方法与基于专用电路解调方式中的相同，这里不再赘述。4基于DSP的解调FSK信号的软件解调方法很多，差分解调是比较简单且易于实现的一种。其理论依据为设FSK信号的二个频率分别为 31, 32。3=3。隹3,若4 3O,则3=3 2若4 3 O,则3 =3 B经过带通后的信号可表 示为y （t）=Acos （ 3。记3）t,相乘器输出为：z(t )=yi(t)yi (i-r)=4 cos(w(j+Aw)tA coe(

12、wo+ A w)(i-T)-A 2/2cos2 (kJc+ Aw)r(w0+ Aw)r + A 72cos(%+A 即)r(5)通过低通滤波器后的输出为x(i)= 4 VScostwfl+Au/)r(6)上式说明,若将输入信号延迟无/减3天/冷相位，即 3 o =无时2 x (t) = A2/2 * sin(A 3 % ; 3 o =3无/2时.x (t)=A2/2sin ( 3+。可得到一双极性电压，将 “丽”1鉴别出来。DSP的解调算法框图如图 3所示。图3 DSP解谣算法框图算法确定后，在system view上进行了仿真，输入 PN序列，速率为1.2 kb/s, FSK调制器中心频率为

13、1. 7 kHz,频偏正负O。5 kHz,为了延时整数个采样点， DSP采样率为34 kHz,是中心频率(3O=1.7kHz)的 整数倍，所以得30* ”无/2=1 7 (4x34000) 1) =5samples低通滤波器的截止频率为 1.2 kHz。DSP算法仿 真如图4所示，仿真输出波形如图 5所示。无侬值得注意的是延时点的选取，在信号延时无（34000/1700/2=10 samples）时，获得的信号幅度要比时小很多，从（6）式也可以得出同样的结论。基于仿真的可实现性，笔者采用了ADI公司的BF535型DSP.该DSP具有300MHz的主频,2个40 bit的MAC和2个32 bit的ALU , 4个8 bit的视频处理单元，16个地址寻址单元。该 DSP内部集成了 308KB的RAM,并具有丰富的外部接口，用其实现算法中的延时、滤波、相乘及消息字的提取绰绰有余，其实际代码只有ll KB 。5结束语基于专用电路的解调方式成本低廉、实用简单、性能可靠，适合小型来电显示机的设计，大部分来电显 示产品都采用此种方式。锁相环解码方式