使用直接序列扩频芯片SX043实现高增益扩频Modem

    关键词：扩频通信 PN码 处理增益 直接序列扩频芯片SX043 Modem

扩频通信是当今国际上高新技术的热点之一。扩频通信是用PN码对传输的信息进行调制，将其频谱扩展后再传输，而在接收端使用相同的PN码对接收到的信息进行解调，恢复原始信息的一种通信方式。扩频通信可使信噪比改善20到50多分贝，而且具有抗噪声、抗干扰、抗衰落、抗多径能力强，可以采用三分多址实现多址通信，易于多媒体通信组网，具有良好的安全通信能力等诸多优点，已在民用和军事中被广泛应用。

本文介绍一种利用美国AMI公司生产的直接序列扩频芯片SX043制作的Modem。

1 SX043的性能及特点

SX043的主要特点有：

·具有可编程功能，通过内部108个寄存器的值控制芯片的收、发。

·完成直接序列扩频基带处理的全部功能。

·全双工或半双工通信。

·支持的调制方式有：BPSK、DBPSK、QPSK、DQPSK、QAM（8或16）。

·高达1Mbps（BPSK/DBPSK）、2Mbps(QPSK/DQPSK)、3Mbps(8QAM)、4Mbps(16QAM)的数据速率。

·可选长度为11码片的Barker码的最大码长可达到2047的m序列或gold码。
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    SX043的突出优点是处理增益高。内部有收、发独立的PN码发生器，由11个移位寄存器组成，可产生m序列和gold码序列，最大码可达2047，因此SX043处理增益高达33.1dB。同时用户可选择与传输使用的m序列互相关值最小的另一m序列，它们的互相关值加上用户设定的偏移值作为跟踪、捕获环路的基准值，从而使得同步的误判率减小。用户还可以通过设定寄存器值，在信息传输完成后，使捕获跟踪环路保持夺跟踪状态，继续寻找一个新的同步头。这个特性允许连续传输任意数量的数据块，而不需要重新锁定信息。由于SX043的内部时钟为64MHz，因此在BPSK（DBPSK）方式下，可支持的最大数据速率为1MHz；在QPSK（DQPSK）方式下，可支持的最大数据速率为2MHz。

SX043通过相互独立的输入、输出FIFO作为数据缓冲器与微控制器通信，它最大可存储16个字节。通过FIFO可监督数据传输、接收的状态，在数据传输完成、数据溢出或数据传输被强行放弃时发出中断信号送入微控制器。用户可通过SX043的内部寄存器查看FIFO的状态，控制FIFO在何状态下送出中断。

SX043内部有包格式发生器，使用HDLC协议传输数据，也可以由用户自定义协议通知收信方信息传输完成。如果在信息的传输过程中信息被放弃，SX043会发送放弃标志FF告知用户。用户还可以选择是否对数据包的信息部分扰码。SX043支持CRC-32和CRC-16两种错误检测方式，使用扰码可增强数据传输的可靠性，消除长连0、连1现象，减小多径干扰、码间干扰等，但是使用扰码会产生误码扩散现象。

2 SX043的内部结构

SX043的内部结构框图如图1所示。

由图1可见，SX043由发送模块、接收模块、微控制器接口以及控制与标识寄存器组成。

发送模块由时钟发生器、PN码发生器、深度为16字节的FIFO及信息处理模块组