2.4GHz DECT技术体系与实现方法
图3DECT时隙和帧结构
3SC14428基带信号处理器和RF芯片LMX3162实现DECT
SC14428基带信号处理器和RF芯片LMX3162实现DECT系统的框图如图4所示
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DECT由无线收发信机、基带信号处理电路、基带控制电路、存储电路、键盘、显示器、外部接口等组成,采用MC/TDMA/TDD接入方式,GFSK调制(BT=0.5),32kbpsADPCM话音编解码。BMC(BurstModeController)的主要功能在于控制数字无绳电话系统的TDD双工工作,形成TDMA帧和解帧、提供控制器与输入输出的ADPCM话音数据接口,是构成系统的关键部件之一。在SC14428基带信号处理器与RF芯片LMX3162之间的带通滤波器3dBBW(带宽)=BT×Bitrate。
3.1LMX3162RF接收/发送芯片
LMX3162芯片是座机和手机的IF/RFTransceiver,符合ESTI300175-2(PHL:PhysicalLayer)技术标准。采用2.4GHzFHSS技术,将从基带信号处理器来的数字FSK调制信号,通过高斯滤波器(BT=0.5),加到VCO和Synthesizer(PLL)上,同时基带信号处理器产生的跳频控制信号控制在2.4~2.485GHz频段中VCO产生的载波频率,形成2.4GHzISM的GFSK已调FHSS信号,输出到功率放大器经TDD开关和天线发射出去。接收时,经TDD开关和天线后,通过VCO和PLL,将2.4GHzISM的GFSK已调FHSS信号下变频后,传输到基带信号处理器。
在LMX3162芯片中,为了简化电路、降低成本,不采用AGC和AFC。采用限幅器,对大信号进行限幅处理,小信号则必须在允许接收信号的电平之上。至于AFC可采用频率稳定度在1ppm左右的晶体振荡器,通过提高晶体振荡器的频率稳定度来替代AFC控制电路。
FHSS采用发送接收双方事先约定的跳频图案,用100Hz0.5~2.25VDC电压提供给VCO,通过电压的变化使VCO产生2.402~2.4835GHz的≥79个中心频率;相对而言,其Synthesis(同步器)采用DirectDigitalSynthesis(DDS),由VCO和PLL组成,参考频率13.824MHz。接收IF频率为110.592MHz(13.824MHz×8=110.592MHz),BW=650kHz。
图4DECT系统的框图
3.2SC14428基带信号处理器芯片
SC14428芯片是BS和PH的基带信号处理器,符合ESTI300175-2,3(MAC)技术标准,采用CSMA-CA接入控制协议。其内置16位CR16控制器和16位DSP以及ROM、SRAM、FlashMemory、8-bitADC等,完成32kbpsADPCM编解码、CID、DTMF、RSSI(接收信号强度指示)、TDMA/TDD帧和数字FSK调制解调等功能,具有UART、SPI和ISDN等接口,可方便地与键盘、LCD、Speaker和MIC相连,满足人机界面(MMI)开发和设计的要求。芯片的TXDATA输出为1VppNRZFSK(调制系数=0.32)已调数据,数据率1152kbps/载频。芯片的VTUN为100Hz0.5~2.25VDC电压提供给1.2~1.24GHz的VCO,使VCO产生所需的频率。
接收端RXDATA接收0~3V的FSK信号,FSK解调采用常用的积分检波技术,鉴相器的输出电压正比于输入FSK信号的瞬时频率。这样就完成了频率-幅度的转换,实现了对FSK信号的解调。
同步VCO采用DC控制。从防护频带边沿开始到有效时隙的465μs为同步锁定时间。SC14428芯片通过串行线将控制数据写入RFIC芯片的寄存器,并读取其状态寄存器的内容。
BMC包括两个主逻辑区:SRAM和寄存器。SRAM用于存储系统参数和A-field(Data)、B-field(Speech)数据,时隙控制参数和加解密编码;寄存器中的数据直接用于对硬件系统的控制或存放系统状态信息。
3.3协议软件体系
协议软件结构框图如图5所示。L1层软件主要完成物理层的控制以及部分MAC层的功能:选择和动态分配物理信道,低层设备驱动程序,包括对基带信号处理芯片的控制等。L2层软件主要完成DLC层和网络层的功能:负责在基站和手机 《2.4GHz DECT技术体系与实现方法(第2页)》