基于DSP的256PPM调制设计-设计应用

精品文档-下载后可编辑基于DSP的256PPM调制设计-设计应用摘要：FSO(Freespaceoptical)无线光通信结合了无线通信和光纤通信的优点,其关键技术在于收发端机的研制;PPM(PulsePositionModulation)脉冲位置调制具有低的平均功率和较高的峰值功率,特别适合于无线光通信。该文根据PPM调制信号的特点和DSP技术,提出了一种用DSP实现256PPM调制的方案,整个方案有较大的灵活性和实用性。

引言

FSO(Freespaceoptical)是指在两个或多个终端之间，利用在空间传输的激光束作为信息载体实现通信，它包括深空、同步轨道、低轨道、中轨道卫星之间、地面与卫星之间的激光通信，是一种无需光纤进行通信的光通信方式，结合了无线通信和光纤通信的优点，是现代光纤通信技术的补充和拓展.具有频带宽，速率高，容量大，架设灵活便捷，适用于任何通信协议，频谱资源丰富，传输保密性好，小型化等特点。其应用场合一个关键技术在于光收发端机的研制。采用何种调制技术是其中为的问题。同OOK等其他调制技术相比，光PPM(PulsePositionModulation)调制具有低的平均功率和较高的峰值功率，兼备安全隐蔽和信噪比高的特性，结合考虑其应用场合，PPM调制技术在FSO系统中被广泛采用。另外PPM在水下通信、光弧子通信和光纤的长途或多用户通信中也有良好的应用前景，它的应用具有重要的国防和商用意义。目前国内外对PPM调制技术已经有了比较深入的研究，国外已经将该技术应用到实际系统中，并取得了性能良好的实验数据。而国内只有少数科研单位从事这一领域的研究，在调制发射应用方面，以前用接口卡、单片机来实现，这些方法要么结构复杂、要么调制速率跟不上，实用性差。随着高速数字信号处理器DSP的出现及广泛应用，这些问题都可以解决。该文根据PPM调制信号的特点和DSP技术，提出了一种用DSP实现256PPM调制的方案，包括硬件电路设计和软件设计，该方法简单实用，适合于任意时隙数和任意脉冲宽度的PPM。

1.PPM调制信号

PPM调制采用光脉冲作为载波，信源的信息控制脉冲的位置。PPM信号结构如图1所示。

2.PPM调制系统的实现

2.1硬件设计

PPM硬件设计框图如图2所示。

设计一个DSP系统外加用于程序存储的FLASH即可实现PPM的调制。DSP芯片采用TMS320C5410，内部RAM空间较大，一般应用不需要外扩RAM,工作时钟为100MHz，六级流水，为通用高速低功耗数字信号处理芯片，外设（I/O）工作电压为3.3V,核工作电压为2.5V,地为数字地。电源电路采用电源芯片TPS73HD325,典型输入电压为＋5V，为VC5410提供＋3.3V和＋2.5V电源输出，在TI网站上可查阅到TPS73HD325具体电路连接，同时也可提供复位。JTAG口要注意接一些上拉电阻，以便能连接得上仿真器，还要注意DSP一些没用到的引脚也要接上拉电阻。外接FLASH的作用是将PPM调制代码装入其中，脱离仿真器和PC，给系统单独上电，也能实现PPM调制。FLASH采用SST39VF400，其使用方法可参考TI上有关SST39VF400的使用手册。限于篇幅，这里不多做介绍。在DSP的XF脚接上一个LED作为调制信号的输出指示。

2.2软件设计

本系统设计为256PPM，发送一节信息，包括5个同步头，60个信息，信息值为65。激光脉冲重复频率为50Hz，要求相邻两脉冲间隔大于20ms，这里设时隙间隔为40μs，保护时隙数设为512，符合要求。利用DSP定时器产生40μs的定时，这样可以得到准确的40μs脉冲宽度。首先定义几个计数器。同步头间隔设为512，用t0计数；同步头个数设为5，用t1计数；t2表示信息与保护时隙512相加的值；信息个数设为60，用t3表示。其软件流程图包括主程序流程图和中断服务程序流程图。中断服务程序流程如图3所示。

主程序流程图中包括初始化t0,t1,t3，定义t3个要发送的信息，设置定时中断40μs，开中断，等待中断。定时时间到，进入中断，执行中断服务程序。

图3中断服务程序流程图

3试验结果用数字示波器观测到的256PPM调制试验结果如图4所示。每格代表10ms，大约为256个时隙宽度。图中，和第二条线为同步时隙，间隔512×40μs=20.48ms，大约为两格，与理论想相符；后三条为信息时隙，都与前一条间隔相等，两格多，也与理论上信息时隙应出现的间隔(512+65)×40μs一致。

图4256PPM调制试验结果

结束语：

在PPM信号结构的基础上，搭建了硬件实现平台，同时在CCS2.0环境下编程实现了调制，试验结果与理论相符合，已成功用于笔者所从事的PPM调制与解调系统设计关于调制部分的实现上。创新点：提出了一种用DSP实现256PPM调制的方案，包括硬件电路设计和软件设计，简单实用，适合于任意时隙数和任意脉冲宽度的PPM调制。

参考文献: