炮兵指挥信息系统远程供电装置调制解调器设计

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1、第33卷第4期四川兵工学报2012年4月【信息科学与控制工程】炮兵指挥信息系统远程供电装置调制解调器设计李鑫，邵元卿，王伟(洛阳市伊川县71117部队89分队，洛阳471000)摘要：从正交频分复用调制解调技术原理入手，从硬件设计和软件设计2个方面对炮兵指挥信息系统远程供电装置调制解调器进行了分析。关键词：炮兵指挥信息系统；调制解调器；正交频分复用技术中图分类号：TM92文献标识码：A文章编号：1006—0707(2012)04—0097—03炮兵指挥信息系统远程供电装置采用电力线载波通信[0，T]内共有_1=N个

2、样值，得采样序列：技术，能够在同一线路中实现供电与信息传输2个功能。与sⅣ一1市场上现有的电力线载波通信模块不同的是，炮兵指挥信息，s(n)=s()：∑啼：系统远程供电装置必须具备高质量通信控制和实时语音信=0N一1号传输功能，为此必须设计专门的指挥信息系统信息传输调∑ceJ2，E[0，N一1](1)制解调器。由式(1)可知，当以对S(t)采样时，得到的Ⅳ个样值(5征好是．【c)的N点离散傅里叶逆变换。1调制解调器技术原理OFDM调制原理是，在发射端，数据经QAM调制后，形成数据速率为Rb的二进制序列，在OFDM部

3、分，数据在串并传输电力的线路是一种复杂的通信媒体，无处不在的噪转换模块中转换成N路并行子信号。设OFDM码元周期为声、不规律的负荷变化和不可预测的干扰都会严重影响信息，将其分成C=RT个比特一组，这C个比特被分配到Ⅳ传输的质量。要保证通信质量，提高通信速率，选择合适的个子信道上经过编码后映射为Ⅳ个复数子符号调制方式是一个关键问题。正交频分复用(OFDM，orthogonal(k=0，1，⋯，N一1)，其中子信道K对应的子符号代表bfrequencydivisionmultiplexing)技术，以其抗干扰能力强、带

4、个比特，对这Ⅳ个复数子符号做IFFT，并将结果转换成串行宽利用率高、结构简单、成本低等优点，为在同一线路中实现输出。由于信道的多径效应可能产生码间干扰，因此要在信供电与信息传输2个功能提供了有效的解决方案。号发送前在码元之间插入L个点的保护间隔CP，只要CP大1．1OFDM调制原理于信道最大时延，那么所有时延小于CP的多径信号将不会OFDM是基于快速傅里叶变换实现的。设OFDM信号窜入下一个码元周期，从而消除码问干扰。调制过程如图1的周期为，单周期内传输Ⅳ个复符号(c。，C一，cv一)。第所示。K个符号k调制第K个

5、子载波e，2砒，子载波叽‘(k：0，1，1．2OFDM解调原理⋯，N一1)相互正交，得到合成的OFDM信号为OFDM解调原理：在接收端，OFDM信号首先经过下变Ⅳ一IX(t)=Re{f∑Ck矾[}：频转换为中频信号，再经A／D转换形成接收射频信号的复包络，然后完成收发同步、去除保护间隔CP，最后经串并转N一1Re{(∑c啼)e．，2【．Re{s(￡)．}换，将信号分离成Ⅳ路正交子信号后进行FFr处理，即可恢复出原始数据。解调过程如图1所示。式中=+kAf,f~为载波中心频率，△厂为子载波间的最小间隔，通常情况下，取

6、1／=—=；为符号序列(Co，C，2调制解调器硬件设计⋯C，一)的时间间隔；(t)的低通复包络为S(t)=N一1．炮兵指挥信息系统远程供电装置调制解调器的硬件设∑c啼，如果以：_1为采样率对S(f)采样，则周期计框图如图2所示。包括处理器(DSP)单元、电源模块、存收稿日期：2012—02—19作者简介：李鑫(1984一)，男，硕士，主要从事指挥信息系统研究。98四川兵工学报http：／／scbg．jourserv．corn／储单元、ADC／DAC单元、逻辑控制单元、耦合电路、复位及时的DAC。集成了高速直接数字频

7、率合成器(DDS)，高性能高钟电路、JTAG仿真接口、数据转换模块、语音编解码模块等。速l4位数模转换器(DAC)，时钟乘法器电路，可编程的内插滤波器，8位可调的输出增益。数字下变频器使用ADI公司的AD6654，AD6654具有4TH粪蔟国目H三或6通道的数字下变频器，单片上集成了14位的ADC，内置ADC的最高采样频率为92．16MHz。三H目m调制过程数据转换模块由Atmega128和TDK73K222组成，用于完采用QAM成信息系统便携式指挥机或终端信息的解调和调制，并将数QPSK等据交由处理器DSP处理，

8、完成数据的OFDM调制解调。调制粪蓑H语音编解码模块选用TT公司的TLC320AD50，内部集成解调过程了16位A／D和D／A转换器，采样速率最高可达22．05kHz图1OFDM调制解调过程，并可通过外部编程进行设置。输入放大采用了高性能低噪声运算放大TLC2272，AD50单端输出信号经过音频功率放DSP为调制解调器的核心，用于完成OFDM的调制与解大器L