基于TMS320C5402實現(xiàn)的4FTSK調制技術

1 引言
短波通信是通過電離層反射來實現(xiàn)遠程信息傳輸，因而其通信受地形限制?。黄浯瓮ㄐ懦杀镜?，靈活性強。但它也存在一些缺點，如：信息傳輸的可靠性差，存在深衰落和多徑時延失真等。在一般在短波信道中傳輸數據，信息的誤碼率通常在10-2-10-3的數量級，這些嚴重的衰落以及多徑效應造成的碼間串擾，限制了通信質量的進一步提高。近年來，由于在短波數據通信系統(tǒng)中，采用了各種有效的抗衰落和抗多徑的措施，使系統(tǒng)的誤碼率差不多提高了兩個數量級。其中，時頻組合調制技術（即FTSK）是目前廣泛采用的抗衰落和抗多徑技術之一。針對這種情況，本文提出采用DSP（數字信號處理器）實現(xiàn)4FTSK調制，并取得較好的效果。

2 4FTSK調制方式
在一個或一組二進制符號的持續(xù)時間內，用若干個調制頻率的組合來傳送原二進制數據流，每一個調制頻率在不同的時隙內有不同的頻率，這種由不同時隙和不同頻率所構成的信號，稱為時頻調制信號；在某種意義上又可看成是一種時頻編碼調制，組成的系統(tǒng)稱頻率分集接收系統(tǒng)，即按一定的規(guī)則在數據符號的不同時隙發(fā)射不同頻率信號來實現(xiàn)信號傳輸的調制方式。FTSK又可分為幾種調制方式，包括二時二頻制，二進制四時四頻制，四進制四時四頻制、八進制四時四頻制以及十六進制相位調制等。

FTSK碼組的編碼原則是，所編碼組既具有強的抗衰落和抗干擾能力，又容易實現(xiàn)同步，也就是要求編出能從信息序列中提取同步信息的正交碼組。首先，為了提高抗衰落能力，要求每一個碼組的不同時隙中應含有不同的頻率。這樣，二時二頻基本上具有二重頻率分集的效果，而四時四頻基本上具有四重頻率分集的效果；其次，為了加強抗干擾性，任何兩個碼組的碼距應最大，所以首先要選用正交碼，即要求所有的碼組在同一時隙內含有不同的頻率，對于四時四頻制而言，在表示四進制信息時，很容易形成正交碼，但表示八進制信息時，只能形成部分正交的碼組；最后，在碼組配置時還應考慮從碼組本身能提取同步信息，即要求編碼方式是非循環(huán)碼，且任何兩個碼組都沒有相同的二聯(lián)碼或三聯(lián)碼。

由表1可以看出，從性能而言，四進制四時四頻制是最好的。對于4FTSK調制，我們選用正交編碼方式，如表2所示

3 系統(tǒng)的實現(xiàn)
由于本設計的主要目的是利用軟件及簡單的硬件實現(xiàn)4FTSK調制，并且力求產生的信號精確，故系統(tǒng)選用了當今比較流行的數字信號處理器（TI公司的TMS320C5402）和一片D/A(CA3338)轉換芯片，用匯編語言編程實現(xiàn)調制信號輸出。

3．1 TMS320C5402特點
TMS320C5402是TI公司TMS320家族的定點DSP（數字信號處理器）芯片。DSP可廣泛應用于雷達信號處理，無線通信，語音信號處理等。實際上，DSP技術在工程應用中，就是要用數字信號處理的方式實現(xiàn)系統(tǒng)的功能。

DSP器件采用了與傳統(tǒng)微處理器系統(tǒng)不同的總線結構，同時增加了硬件運算單元，把軟件計算變?yōu)橛布嬎闾幚?，因此極大地提高了系統(tǒng)的數字處理速度。

C5402的CPU通過使用改進的哈佛結構，實現(xiàn)了高度的并行運算能力。同時，多種尋址模式和完善的指令提高了整個系統(tǒng)的性能。C5402主要有以下特點：

增強的哈佛結構，四條地址總線和四條數據總線。
高度并行的先進CPU設計，性能更好的面向應用的硬件邏輯。
為快速算法和高級語言優(yōu)化設計的專用指令集。
標準化的模塊結構，適于快速開發(fā)。
先進的IC處理技術，提高了性能，降低了電源消耗。