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文檔簡介
1、<p> ??粕厴I(yè)論文(設(shè)計)</p><p> 題 目:兩音信令系統(tǒng)功能的實現(xiàn) </p><p> 學(xué)生姓名: </p><p> 學(xué) 號: </p><p> 專業(yè)班級: 應(yīng)用電子一班 </p><p> 指導(dǎo)
2、教師: </p><p> 完成時間: 2012年4月20日 </p><p><b> 目錄</b></p><p><b> 摘要I</b></p><p><b> 第1章 緒論1</b></p><p>
3、; 1.1課題的研究意義及背景1</p><p> 1.2課題研究的意義2</p><p> 1.3論文內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排3</p><p> 第2章 TC700對講機硬件平臺4</p><p> 2.1控制旋鈕和功能鍵4</p><p> 2.2 TC700對講機原理4</p>&l
4、t;p> 2.2.1 電源5</p><p> 2.2.2鎖相環(huán)頻率合成器 5</p><p> 2.2.3 發(fā)射部分5</p><p> 2.2.4 接收部分5</p><p> 2.2.5 基帶和信令部分5</p><p> 2.2.6 控制部分5</p><p&g
5、t; 2.3 對講機功能術(shù)語解釋4</p><p> 第3章 兩音信令系統(tǒng)軟件功能的實現(xiàn)7</p><p> 3.1兩音信令概要7</p><p> 3.1.1 單音幀格式7</p><p> 3.1.2 雙音幀格式7</p><p> 3.2 設(shè)計思想9</p><p>
6、; 3.2.1 兩音信令解碼部分10</p><p> 3.2.2 編碼部分12</p><p> 3.3編碼部分14</p><p> 3.3.1 編碼程序流程圖14</p><p> 3.3.2 編碼函數(shù)設(shè)計15</p><p> 3.4解碼設(shè)計22</p><p>
7、 3.4.1 解碼設(shè)計流程圖22</p><p> 3.4.2 解碼函數(shù)設(shè)計22</p><p><b> 測試與結(jié)論38</b></p><p><b> 參考文獻39</b></p><p><b> 致謝39</b></p><p&
8、gt; 附錄A:兩音信令編碼程序代碼42</p><p> 附錄B:兩音信令解碼程序代碼72</p><p> 第1章 緒 論</p><p> 隨著無線通信的迅猛發(fā)展,在一對一、一對多的近距離通訊要求下日益激烈的對講機市場慢慢步入了人們的視野當(dāng)中,引發(fā)了人們對這一便捷的通訊工具的關(guān)注。在中國高速發(fā)展的20多年間,無線通信技術(shù)也取得了迅猛的發(fā)展。目
9、前在邊防哨兵、公安、消防、保安、建筑、工廠、商場、車隊、賓館、飯店等多領(lǐng)域內(nèi)都能看到對講機的身影,對于龐大的消費市場也吸引了眾多的生產(chǎn)企業(yè)對它的關(guān)注。</p><p><b> 1.1課題背景</b></p><p> 對講機通信在1985年以前是我國主要的專用無線通信系統(tǒng),如今隨著公眾移動通信的發(fā)展對講機通信已逐步形成為一個重要的專業(yè)通信市場。</p>
10、;<p> 隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,各個行業(yè)已廣泛而大量地使用對講機通信,因此,對講機實際上已成為各個行業(yè)重要的無線通信裝備。對講機在美國、歐洲、韓國、新加坡等地深受消費者的歡迎。美國從1998年開放民用對講機市場后,其銷量以每年翻一番的速度增長,2000年銷量就達到1000萬臺,與同年手機銷量處于同一個數(shù)量級。在德國、日本,大概有30%的家庭擁有對講機,大概有25%的法國家庭使用對講機。對講機家庭擁有量是反映一個國家公
11、眾無線通信水平高低的綜合性指標(biāo)之一,也是一個國家國民經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的標(biāo)志之一。</p><p> 對講機顯示出了其在國民經(jīng)濟中的重要地位?,F(xiàn)在,人們對對講機的認(rèn)識達到空前的高度,對講機在國民經(jīng)濟各部門和人們生活各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用得到了充分的體現(xiàn),已成為國家安全、公安警察、交通管理、石油化工、建筑施工、機械制造、賓館酒樓等部門重要的無線通信裝備[1]。</p><p> 對講機產(chǎn)
12、業(yè)是我國移動通信比較重要的一部分,產(chǎn)業(yè)布局呈現(xiàn)相應(yīng)的比較明顯的區(qū)域性,主要制造企業(yè)大部分分布在東南沿海、珠三角一帶。近年來,我國對講機產(chǎn)業(yè)在通信產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的拉動下,超常規(guī)高速發(fā)展,僅深圳無線電通信制造企業(yè)就有近200家,無線電通信設(shè)備制造總產(chǎn)值有400億元之巨,位居全國前列,是全國最重要的對講機生產(chǎn)基地,也是全球最多生產(chǎn)對講機企業(yè)基地之一,專業(yè)從事對講機生產(chǎn)的企業(yè)(包括外銷企業(yè))就有四十多家。其中對講機品牌企業(yè)10余家,創(chuàng)造了國內(nèi)產(chǎn)量
13、最大、在理論和實踐上位列世界前五名、服務(wù)全球用戶的對講機品牌,搶了洋品牌不少的飯碗。一批起點較高的“中國造”已經(jīng)向美國、日本、歐盟等世界80多個國家和地區(qū)出口,出口貿(mào)易呈增長趨勢[2]。</p><p> 由近十年來世界經(jīng)濟的發(fā)展可以看出,即使世界經(jīng)濟處于低迷時期,各大經(jīng)濟領(lǐng)域發(fā)展緩慢時,移動通信包括專業(yè)無線通信和公眾低功率民用對講機通信,仍保持較強的增長勢頭。目前,中國是移動通信最大的市場,也是世界上對講機通
14、信最具發(fā)展前途的市場之一。</p><p> 對此,我國的對講機生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)加速提高對講機產(chǎn)品的技術(shù)含量和設(shè)計水平,朝著智能化、個性化、輕巧型的方向發(fā)展,以自主研發(fā)、科技創(chuàng)新為主線,把國內(nèi)的民用對講機市場培育起來[3]。</p><p> 1.2課題研究的意義</p><p> 信令(Signaling)是電信網(wǎng)中,在終端和交換機之間,以及交換機與交換機之間傳送
15、的一種對話信息。它的作用是控制信道的接續(xù)和傳遞網(wǎng)絡(luò)管理信息,任何通信網(wǎng)都離不開信令系統(tǒng)[3]。</p><p> 傳統(tǒng)對講機采用類似廣播信道的一呼百應(yīng)方式;不管是否呼叫你,也不管你是否愿意,都得開機守候。本課題研究的兩音信令系統(tǒng),是一種在對講機平臺上運行,實現(xiàn)對講機選呼功能,并做出相應(yīng)預(yù)設(shè)響應(yīng)的一種信令系統(tǒng),該信令系統(tǒng)的應(yīng)用可以有效提高對講機的使用價值。</p><p> 1.3論文內(nèi)
16、容及結(jié)構(gòu)安排</p><p> 1.分析對講機的市場發(fā)展?fàn)顩r,了解對講機的基本工作原理;</p><p> 2.對兩音信令系統(tǒng)的原理進行深入研究,對編碼和解碼過程進行詳細介紹;</p><p> 3.用C語言編寫出兩音信令系統(tǒng)的程序代碼,實現(xiàn)預(yù)設(shè)的各種功能;</p><p> 4.最后在TC700對講機平臺上進行測試。</p&g
17、t;<p> 第2章 TC700對講機硬件平臺</p><p> TC700專業(yè)對講機是HYT(好易通)為各專業(yè)用戶新推出的一款高端對講機,采用目前國際先進的技術(shù)和世界知名品牌的元器件,囊括了目前幾乎所有模擬對講機的功能,并增加了HYT獨創(chuàng)的功能,提供了強大功能和可靠性能的精致體驗,它流暢的造型,適中的體積,廣泛適用于國內(nèi)外各行業(yè)的中,高端用戶[4]。 </p><p>
18、; TC700專業(yè)對講機具有五大特點: </p><p> 1.聲音洪亮:使用大喇叭,直徑為400mm聲音洪亮。最大音頻輸出達1W以上;使用戶在噪雜的環(huán)境中仍可以保持暢通的聯(lián)系。 </p><p> 2.頻段寬:的寬頻段充分滿足了用戶對不同頻段的使用需求。頻率范圍: VHF:136-174 MHz ,UHF:350-390/400-450/420-470/440-490 MHz
19、,音頻輸出功率1W ,信道數(shù)16。</p><p> 3.提供安全保障:TC700提供了單獨工作,安全檢測,倒放(可選)三種安全保障功能。符合美國軍標(biāo)MIL-STD-810C/D/E/F及IP54,有自動聯(lián)系功能,緊急報警?!?lt;/p><p> 4.內(nèi)置語音加密:不需要增加附件選項板,若通話雙方同時加密,可防止其他相同頻率的對講機竊取信息。 </p><p&g
20、t; 5.好易通HYT專有信令HDC2400TM:HDC2400TM是好易通提供的專有信令,由它組成的系統(tǒng)可以完成身份識別、呼叫計時和錄音、記錄查詢和統(tǒng)計,并能實現(xiàn)個呼、組呼、廣播、遙斃、狀態(tài)查詢、短消息、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ躘4]。</p><p> 2.1控制旋鈕和功能鍵</p><p> 圖2.1 TC700 對講機部件圖</p><p> 各部件的相關(guān)
21、名稱和功能如下:</p><p> (1) PTT鍵(發(fā)射按鍵):該按鍵式發(fā)射與接收的轉(zhuǎn)換鍵;發(fā)射時,按此鍵,并對著麥克風(fēng)講話;接收時,松開此鍵。</p><p> (2) SK1鍵:Side Key1,可編程按鍵。</p><p> (3) SK2鍵:Side Key2,可編程按鍵。</p><p><b> (4) 天線
22、。</b></p><p><b> (5) 麥克風(fēng)。</b></p><p><b> (6) 揚聲器。</b></p><p> (7) TK鍵:Top Key,可編程按鍵。</p><p> (8) Channel(頻道)選擇旋鈕:轉(zhuǎn)動旋鈕可選擇頻道1~16。</p&
23、gt;<p> (9) Power/Volume(電源/音量)開關(guān):按順時針方向轉(zhuǎn)動時打開對講機的電源;按逆時針方向轉(zhuǎn)動時關(guān)閉對講機的電源;隨意轉(zhuǎn)動時可調(diào)節(jié)音量大小。</p><p> (10) 狀態(tài)指示燈:在發(fā)射過程中點亮紅燈;在接收到信號時點亮綠燈;在發(fā)射過程中電池電壓變低時閃爍紅燈。</p><p> (11) 揚聲器/麥克風(fēng)插孔。</p><
24、p><b> (12) 皮帶夾。</b></p><p><b> (13) 電池。</b></p><p> (14) 皮帶夾螺釘。</p><p> (15) 釋放扣。[5]</p><p> 2.2 TC700對講機工作原理</p><p> 對講機的
25、工作原理:基于電磁波運動學(xué)、動力學(xué)原理和現(xiàn)在電子技術(shù)。</p><p><b> 2.2.1電源</b></p><p> TC700對講機的電源由電池經(jīng)3A保險絲后提供電池電壓B+,通過電源開關(guān)后,電源向3個AVRs提供電壓。IC504向控制電路提供5V(M5V)電壓,IC523向共用電路提供5V(C5V)電壓。IC502向TX電路、RX電路提供電壓。在發(fā)送過程
26、中, T5C變?yōu)榈碗妷?,且Q502接通并向TX電路提供5V(T5V)電壓;在接收過程中,R5C變?yōu)榈碗妷?,且Q504接通并向RX電路提供5V(R5V)電壓[6]。</p><p> 圖2.2.1 電源處理電路框圖</p><p> 2.2.2鎖相環(huán)頻率合成器</p><p> 鎖相環(huán)電路產(chǎn)生用于接收的第一本振信號和用于發(fā)射的射頻載波信號。</p>
27、<p> 圖2.2.2 鎖相環(huán)框圖</p><p><b> 1、鎖相環(huán)電路</b></p><p> IC301是分頻器。鎖相環(huán)電路的步進頻率為2.5 KHz、5.0KHz或6.25KHz。16.8MHz的參考振蕩器信號通過一個固定計數(shù)器在IC301中被分頻并生成2.5 KHz、5.0KHz或6.25KHz的參考頻率。壓控振蕩器(VCO)輸出的信號
28、通過Q301緩沖放大器,然后在IC301中被分頻器分頻。被分頻的信號在帶有2.5 KHz、5.0 KHz或6.25KHz參考信號的相位比較器的IC301中被比較。從相位比較器輸出的信號進入一個低通濾波器后,并通過壓控振蕩器來控制振蕩頻率。</p><p><b> 2、壓控振蕩器</b></p><p> 在發(fā)射模式中通過Q302產(chǎn)生操作頻率,在接收模式中通過 Q
29、307產(chǎn)生操作頻率。操作頻率通過相位比較器產(chǎn)生一個控制電壓來控制變?nèi)荻O管,使振蕩頻率與MCU 預(yù)置頻率一致(在發(fā)射模式中為D301、D302、D303和D304,在接收模式中為D307、D308、D309和D310)。在接收模式中,T/R設(shè)置為高電平。在發(fā)射模式中,T/R設(shè)置為低電平。Q302和Q307的輸出通過Q304被放大并被送到緩沖放大器。</p><p><b> 3、失鎖檢測器</b
30、></p><p> 如果IC301的MUXOUT管腳上出現(xiàn)低電平,則產(chǎn)生失鎖狀態(tài)。當(dāng)微處理器檢測到此情況時,禁止發(fā)射[7]。</p><p><b> 2.2.3發(fā)射部分</b></p><p> 人的話音通過麥克風(fēng)轉(zhuǎn)換成音頻的電信號,音頻信號通過放大電路、預(yù)加重電路及帶通濾波器進入壓控振蕩器直接進行調(diào)制。 </p>
31、<p> 從壓控振蕩緩沖放大器(Q111)接收到的發(fā)送信號通過Q101和Q102被放大。這個放大信號通過功率放大器Q103和Q104(包括一個二級場效應(yīng)管放大器),并能產(chǎn)生4.0W射頻功率。</p><p> 在其到達天線終端之前,射頻放大器輸出信號通過一個低通濾波器網(wǎng)絡(luò)和一個發(fā)射/接收轉(zhuǎn)換電路。發(fā)射/接收轉(zhuǎn)換電路由D102,D103,D104構(gòu)成。D103和D104在發(fā)射模式下開啟(通導(dǎo)),在接
32、收模式下關(guān)閉(隔離)。</p><p> 自動功率控制(APC)電路,通過檢測末級放大器場效應(yīng)管的漏極電流來穩(wěn)定發(fā)射的輸出功率。電壓比較電路,IC101(2/2)用設(shè)定的參考電壓來比較從末級電流所獲得的電壓。自動功率控制電壓與IC101(1/2)輸出的自動檢測電壓和參考電壓之間的差值成正比。此輸出電壓控制場效應(yīng)管功率放大器,保持發(fā)射部分輸出功率常數(shù)。發(fā)射部分輸出功率可以通過微處理器進行改變,在微處理器中改變輸出
33、電壓來控制輸出功率[8]。</p><p> 圖2.2.3 自動功率控制系統(tǒng)</p><p><b> 2.2.4接收部分</b></p><p> 接收部分為二次變頻超外差方式,從天線輸入的信號經(jīng)過收發(fā)轉(zhuǎn)換電路和帶通濾波器后進行射頻放大,在經(jīng)過帶通濾波器,進入一混頻,將來自射頻的放大信號與來自鎖相環(huán)頻率合成器電路的第一本振信號在第一混
34、頻器處混頻并生成第一中頻信號。第一中頻信號通過晶體濾波器進一步消除鄰道的雜波信號。濾波后的第一中頻信號進入中頻處理芯片,與第二本振信號再次混頻生成第二中頻信號,第二中頻信號通過一個陶瓷濾波器濾除無用雜散信號后,被放大和鑒頻,產(chǎn)生音頻信號。音頻信號通過放大、帶通濾波器、去加重等電路,進入音量控制電路和功率放大器放大,驅(qū)動揚聲器,得到人們所需的信息。構(gòu)成圖如下:</p><p> 圖2.2.4 接收部分構(gòu)成圖&l
35、t;/p><p> 2.2.5基帶和信令部分</p><p> 信令處理部分的電原理框圖參見圖2.2.5。</p><p> 圖2.2.5 音頻及信令處理電路</p><p><b> 1、CTC/CDC</b></p><p> 發(fā)射:CTC_PLL產(chǎn)生的CTC/CDC通過低通濾波器送到
36、VCXO,CTC_OUT產(chǎn)生的CTC/CDC通過低通濾波器與音頻信號混合后送到VCO。</p><p> 接收:解調(diào)的信號通過IC404、IC405后進入MCU,由MCU判定CTC/CDC是否與設(shè)置的值匹配,并根據(jù)判定結(jié)果用AFMUTE來控制音頻輸出。</p><p> 2、2Tone、5Tone及DTMF </p><p> 發(fā)射;由MCU產(chǎn)生的信號通過提供
37、TX/SP輸出音頻,并輸入到基帶處理IC,信號與音頻混合后送到VCO。</p><p> 接收:解調(diào)出來的信號進入基帶處理IC后經(jīng)濾波送入MCU解碼。</p><p><b> 3、MSK</b></p><p> 發(fā)射:由基帶處理IC產(chǎn)生的MSK信號與音頻解調(diào)信號混合后送到VCO調(diào)制。</p><p> 接收:
38、解調(diào)IC的MSK輸入被放大后送到AK2346進行解調(diào),被解調(diào)后的信號送到MCU解碼。</p><p><b> 4、AF</b></p><p> 發(fā)射:來自MIC的語音信號經(jīng)過放大后送到基帶處理IC進行放大、預(yù)加重等處理后送到VCO調(diào)制。</p><p> 接收:解調(diào)出來的音頻信號放大后被送到基帶處理IC進行放大、去加重等處理后送到音頻
39、功放驅(qū)動揚聲器。</p><p> 基帶處理芯片AK2346對信號具有放大、濾波、加重、擾頻、壓擴、限幅處理功能[9]。</p><p><b> 2.2.6控制系統(tǒng)</b></p><p> IC500中央處理器在9.8304MHz的情況下運行。</p><p> MCU控制部分的原理框圖如下:</p&g
40、t;<p> 圖2.2.6 MCU框圖</p><p> 在該部分,電路主要由MCU、E2PROM等組成。</p><p> MCU控制部分電路主要完成的功能是:按照整機的編程功能完成開機的復(fù)位初始化;檢測按鍵信號及監(jiān)測電池電壓狀況并進行處理;依據(jù)信道的編碼情況傳送給PLL所需的頻率數(shù)據(jù);依據(jù)輸入的PTT信號對接收和發(fā)射進行切換和控制;依據(jù)輸入的信令解碼信號和靜噪電
41、平信號控制靜音電路的開啟和關(guān)閉;輸出控制信號控制LED的點亮與閃爍,控制信令處理IC完成所需的工作。</p><p> 2.3對講機功能術(shù)語解釋</p><p> 1.監(jiān)聽(MONITOR): 為接受弱小信號而采用的一種收聽方式。通過按專用鍵強制接通接收信號通道,操作者用耳朵辨別揚聲器中的微弱聲音,達到收聽的目的。 </p><p> 2.掃描(SCAN):為
42、了聽到所有信道的通話,而采用的一種收聽方式。 通過按專用鍵,使接收電路按一定順序逐個信道接收一段時間,以收聽到信道中的信號。若每個信道接收時間為100ms,則每秒可掃描過十個信道,即掃描速度為10ch/s 。 </p><p> 3.優(yōu)先信道掃描功能 (Priority Channel Scan):在掃描過程中優(yōu)先掃描所設(shè)定的優(yōu)先信道。 </p><p> 4.刪除/添加掃描信道 (
43、Delete/Add Scan Channel):將某一信道從掃描列表中刪除或添加到掃描列表中。 </p><p> 5.聲控(VOX):當(dāng)該功能被激活后,不必按PTT鍵,可直接通過語音啟動發(fā)射操作。 </p><p> 6.發(fā)射限時功能 (TOT: Time Out Timer) :該功能用于限制用戶在一信道上超時間發(fā)射,同時也避免對講機因長時間發(fā)射而造成損壞。 </p>
44、<p> 7.省電功能 (Battery Save) :為節(jié)約用電,延長待機時間,對講機在一段時間內(nèi)無發(fā)射接受和按鍵操作,將以一段時間關(guān)機、一段時間開機的方式工作,這種方式叫省電方式。開關(guān)機時間長度比大約是1:4。當(dāng)收到信號或有按鍵操作時,對講機立即退出省電狀態(tài),進入正常狀態(tài)。 </p><p> 8.高低功率選擇功能 (High/Low power):該功能可讓用戶根據(jù)實際情況選擇高功率或低功
45、率。 </p><p> 9.禁發(fā)功能 (Busy Channel Lockout):當(dāng)使用該功能時,用戶禁止在繁忙信道上發(fā)射信號。 </p><p> 10.靜噪級數(shù) (Squelch Level) :接收信號中噪聲的強弱與信號的強弱呈對應(yīng)關(guān)系,信號越強噪聲越弱。把最大噪聲和最小噪聲之間分成若干檔,每一檔稱為一級。分成的檔數(shù)叫靜噪級數(shù)。用戶可根據(jù)實際情況進行選擇。 </p>
46、;<p> 11.CTCSS/CDCSS功能:使用該功能可以避免接收不相干的呼叫。</p><p> 12.2-TONE/DTMF選呼功能 :利用2-TONE或DTMF信令選擇呼叫相應(yīng)的對講機。 </p><p> 13.倒頻功能 (Reverse Frequency):使用倒頻功能時,對講機的發(fā)射頻率和接收頻率將互換,并且所設(shè)定的信令也進行互換。 </p>
47、<p> 14.脫網(wǎng)功能 (Talk Around):使用脫網(wǎng)功能時,對講機的發(fā)射頻率變得與接收頻率相同;發(fā)射信令也轉(zhuǎn)成與接收信令相同。 </p><p> 15.自動應(yīng)答功能 (Auto-Transpond):當(dāng)對講機收到一個正確編碼呼叫時,向呼叫方發(fā)出一個信號以響應(yīng)呼叫。 </p><p> 16.緊急報警(Emergency Alarm):按下報警專用鍵,對講機以
48、最大聲音發(fā)出報警聲或發(fā)出預(yù)定報警碼給其他的手持機或基臺。 </p><p> 17.巡邏登記(Patrol Record):巡邏人員到達巡邏點時,對講機將收到巡邏登記器發(fā)出的查詢信號,然后自動啟動登記操作,把自身的身份碼等信息發(fā)給巡邏登記器予以登記,表明某巡邏人員已到達該地。 </p><p> 18.鎖鍵功能 (Keylock):使用該功能可以防止鍵的誤操作。 </p>
49、<p> 19.電量指示(Battery Indicator):顯示電池電量。 </p><p> 20.照明功能 (Backlight):用于在夜間或昏暗的情況下操作,可看清楚LCD顯示和按鍵。 </p><p> 21.復(fù)制功能 (Cloning):該功能允許將一臺對講機中的數(shù)據(jù)復(fù)制到型號相同的其他對講機中。 </p><p> 22.調(diào)制:
50、用調(diào)制信號的某一種或某幾種參數(shù)控制載波的參數(shù)的改變,按照控制參數(shù)的不同,調(diào)制又可分為調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相。 </p><p> 23.音頻:Audio,指人說話的聲音頻率,通常指300Hz-3400Hz的頻帶。 </p><p> 24.載波:話音、數(shù)字信號、信令等有用信號的載體,易于傳輸?shù)母哳l電磁波。 </p><p> 25.信道和信道間隔 :信道指發(fā)射接收時
51、占用的頻率值。相鄰信道之間的頻率差值稱為信道間隔。規(guī)定的信道間隔有25KHz(寬帶)、20KHz、12.5KHz(窄帶)等。 </p><p> 26.2-TONE:2-TONE, 兩音信令,由兩個音頻信號組成,A Tone + B Tone。 先發(fā)A Tone一段時間,然后間隔一段時間,再發(fā)B Tone。利用2-TONE信令可選擇呼叫相應(yīng)的對講機。 </p><p> 27.5-TO
52、NE:5-TONE, 5 音信令,作用與兩音信令相同,區(qū)別在于由五種頻率組成。 </p><p> 28.CTCSS:CTCSS (Continuous Tone Controlled Squelch System) , 連續(xù)語音控制靜噪系統(tǒng),俗稱亞音頻,是一種將低于音頻頻率的頻率(67Hz-250.3Hz)附加在音頻信號中一起傳輸?shù)募夹g(shù)。因其頻率范圍在標(biāo)準(zhǔn)音頻以下,故稱為亞音頻。當(dāng)對講機對接收信號進行中頻解調(diào)
53、后,亞音頻信號經(jīng)過濾波、整形,輸入到CPU中,與本機設(shè)定的CTCSS頻率進行比較,從而決定是否開啟靜音。 </p><p> 29.CDCSS:CDCSS (Continuous Digital Controlled Squelch System),連續(xù)數(shù)字控制靜噪系統(tǒng),其作用與CTCSS相同,區(qū)別在于它是以數(shù)字編碼方式來作為靜音是否開啟的條件。 </p><p> 30.DTMF:D
54、TMF(Dual Tone Multi Frequency),雙音多頻,由高頻群和低頻群組成,高低頻群各包含4個頻率。一個高頻信號和一個低頻信號疊加組成一個組合信號,代表一個數(shù)字。DTMF信令有16個編碼。利用DTMF信令可選擇呼叫相應(yīng)的對講機[10]。</p><p> 第3章 兩音信令系統(tǒng)軟件功能的實現(xiàn)</p><p> 為了實現(xiàn)無線終端之間通信的簡單控制及信息交換,發(fā)送方按照一定
55、的規(guī)則發(fā)送由一個或兩個的單音頻率構(gòu)成的序列信號,而接受方則檢測接收的音頻信號是否與預(yù)設(shè)定信號參數(shù)匹配,并做出預(yù)設(shè)的功能響應(yīng)。通常,稱這種信號方式為兩音信令[11]。</p><p><b> 3.1兩音信令概要</b></p><p> 兩音信令的傳輸是借用的語音信號傳輸?shù)男诺?,同時為了避免與信道中的亞音頻信令產(chǎn)生互擾,所有廠商兩音信令的組成單音頻率都在280~3
56、200Hz的范圍內(nèi)。兩音信令的編碼格式只有單音幀格式和雙音幀格式。</p><p> 3.1.1單音幀格式</p><p> 該格式只含有一個單音頻率信號,在實際的發(fā)送過程中,單音頻率信號調(diào)制在載波上,信令信號與載波的時間關(guān)系如下圖所示。</p><p> 圖3.1.1 單音幀格式圖</p><p><b> 其中<
57、/b></p><p> TTTS_pretime為發(fā)送有效音頻信號前載波的最小持續(xù)時間長度;</p><p> TTTS_pretime為唯一的單音頻信號發(fā)送時間長度;</p><p> TTTS_detime為發(fā)送完信號后載波的最小持續(xù)時間長度。</p><p> 3.1.2雙音幀格式</p><
58、p> 該格式含有順序兩個單音頻率信號,信令信號與載波的時間關(guān)系如下圖所示。</p><p> 圖3.1.2 雙音幀格式圖</p><p><b> 其中</b></p><p> TTTS_pretime為發(fā)送有效音頻信號前載波的最小持續(xù)時間長度;</p><p> TTTS_E_1st為第一個單音
59、頻信號發(fā)送時間長度;</p><p> TTTS_E_gap為兩個單音頻信號之間載波的持續(xù)時間長度;</p><p> TTTS_E_2nd為第二個單音頻信號發(fā)送時間長度;</p><p> TTTS_detime為發(fā)送完信號后載波的最小持續(xù)時間長度。</p><p> 兩音信令就是由兩個音頻信號組成,A Tone + B
60、 Tone。 先發(fā)A Tone一段時間,然后間隔一段時間,再發(fā)B Tone。利用2-TONE信令可選擇呼叫相應(yīng)的對講機[12]。</p><p><b> 3.2設(shè)計思想</b></p><p> 兩音信令系統(tǒng)主要包括信令的編碼部分與解碼部分,對講機發(fā)送方通過信令編碼,設(shè)置好輸入?yún)?shù),將音頻序列信號發(fā)送出去,在該頻段工作的對講機將收到的音頻信號進行解碼,如果與預(yù)設(shè)
61、的參數(shù)匹配,則與發(fā)送方進行通話鏈接。</p><p> 3.2.1兩音信令編碼部分</p><p> 因為不同廠商的兩音信令的編碼具有差異,為了最大限度的保證產(chǎn)品的對各種編碼設(shè)定的兼容性,在此規(guī)定兩音信令的編碼設(shè)定為:</p><p> 1.兩音信令的組成頻率范圍為280~3106Hz,步進為0.1 Hz;</p><p> 2.發(fā)送
62、兩音單音頻信號的頻率誤差<1.5%;</p><p> 3.發(fā)送兩音單音頻信號的時間誤差<5%。</p><p> 在發(fā)送兩音信令的同時,還設(shè)定了其它功能選項,其作用分別如下:</p><p> 編程En_TTS_SideTone使能,選擇在兩音信令的編碼過程中是否打開側(cè)音;</p><p> 編程En_TTS_Beep使
63、能,選擇編碼完畢后是否發(fā)出短嗶提示音;</p><p> 編程En_TTS_PL使能,選擇在信令發(fā)送信道選擇了亞音頻編碼的條件下,編碼過程中是否發(fā)送亞音頻編碼。</p><p> 完成上述功能響應(yīng)后,發(fā)送方進入選呼信令匹配狀態(tài)。</p><p> 3.2.2兩音信令解碼部分</p><p> 信令解碼包括分析檢測到的單音頻信號參數(shù)與預(yù)
64、設(shè)定的解碼音頻信號參數(shù)的匹配性,分析當(dāng)前亞音頻信令與兩音信令的與或邏輯關(guān)系,根據(jù)最后的解碼結(jié)果作出預(yù)設(shè)定的功能響應(yīng)三部分。</p><p> 其中第一部分衡量參數(shù)是否匹配主要是根據(jù)以下指標(biāo):</p><p> 1.信號幀格式,即單音幀格式與雙音幀格式不能相互匹配;</p><p> 2.頻率參數(shù),在該過程中涉及到的參數(shù)為接收信號的頻率值與預(yù)設(shè)定信號參數(shù)的頻率值
65、,當(dāng)它們的誤差超過預(yù)設(shè)定的門限GFTTS_D_gate值時,認(rèn)為不匹配,反之,匹配。在此規(guī)定好易通兩音信令門限GFTTS_D_gate值最大不能超過2%;</p><p> 3.時間參數(shù),在該過程中涉及到的參數(shù)為接收信號的時間值與預(yù)設(shè)定信號參數(shù)的時間值,當(dāng)它們的誤差超過預(yù)設(shè)定的門限GTTTS_D_gate值時,認(rèn)為不匹配,反之,匹配。</p><p> 其次是分析當(dāng)前亞音頻信令與兩音信
66、令的與或邏輯關(guān)系,如果它們的邏輯關(guān)系與設(shè)定符合,則判定此次解碼成功。</p><p> 最后根據(jù)解碼結(jié)果,接受方做出如下四種之一的預(yù)設(shè)定功能響應(yīng):</p><p> 1.不提示同時不回復(fù);</p><p><b> 2.只提示;</b></p><p><b> 3.只回復(fù);</b><
67、/p><p><b> 4.提示并回復(fù)。</b></p><p> 提示:有三種方法,LED指示、LCD顯示、揚聲器發(fā)提示音(其具體提示方法,將在LED、LCD、提示音的定義中列表給出)。</p><p> 回復(fù):給發(fā)送方回復(fù)設(shè)定的單音頻信號,在此規(guī)定好易通的回復(fù)為發(fā)送時間長為2秒,頻率為1000 Hz。</p><p&g
68、t; 完成上述功能響應(yīng)后,接收方進入選呼信令匹配狀態(tài)[13]。</p><p><b> 3.3編碼設(shè)計</b></p><p> 3.3.1編碼程序流程圖</p><p> 根據(jù)兩音信令的特點,以及所需實現(xiàn)的預(yù)設(shè)功能,編碼設(shè)計流程圖如下:</p><p> 3.3.2編碼函數(shù)設(shè)計</p><
69、;p> 編碼也就是按一定的規(guī)則把音幀傳送出去,并附加一定功能的一個過程,編碼設(shè)計中的主要函數(shù),以及他們的功能和調(diào)用情況如下:</p><p> 1.Tone2DataWrite 該函數(shù)的功能是,設(shè)置一些參數(shù),比如音幀的頻率,預(yù)載波時間等;運行時調(diào)用了FlashWrite函數(shù),在對講機復(fù)位時,該函數(shù)設(shè)置的這些數(shù)據(jù)就會被寫入到閃存存儲器中,在執(zhí)行Destination 這個函數(shù)時也會調(diào)用到該函數(shù)。<
70、;/p><p> 2.Tone2Call 該函數(shù)的功能是,對當(dāng)前的操作情況做出預(yù)設(shè)的響應(yīng),比如將要發(fā)送音幀信號,此時對講機上相應(yīng)的按鍵啟動,就會執(zhí)行該函數(shù),指示燈發(fā)出綠光,或者報錯等;該函數(shù)調(diào)用到的函數(shù)有FlashRead,TxDispose,Tone2CallErrorDip等,當(dāng)執(zhí)TOT這個函數(shù)時首先調(diào)用該函數(shù);此函數(shù)從cTone2Call132, cTone2CallVolum函數(shù)的結(jié)果中輸入相關(guān)信息,在b
71、Tone2TX,bTone25TXEnd, bTone25TXCode,cTone25Len這些函數(shù)中輸出結(jié)果。</p><p> 3. void Tone2Polling(void) 該函數(shù)是完成兩音信號的傳送,也是整個編碼設(shè)計的核心,當(dāng)對講機啟動后就一直在執(zhí)行這個程序,一步一步的傳送音幀信號,當(dāng)Tone2SendStart 執(zhí)行時就會調(diào)用到這個函數(shù)。 </p><p> 4.T
72、one25End 該函數(shù)的功能是,當(dāng)所有的音幀都傳送完畢后做出標(biāo)識,比如發(fā)出短嗶音,該函數(shù)會被Tone2Polling 調(diào)用,該函數(shù)輸入bTone2TX函數(shù)結(jié)果的相關(guān)標(biāo)識,在bTone2TX,,bTone25TXEnd,cTone25Len 等函數(shù)中輸出結(jié)果。</p><p> 5. Tone25CodeEnd 該函數(shù)的功能是,在一個音幀傳送完畢后做出一些標(biāo)識,調(diào)用了 SingleBeepEndDispose,
73、被2ms interrupt 調(diào)用,輸入bTone2TX ,bTone2TranpondTx函數(shù)結(jié)果的相關(guān)標(biāo)識信息,在bTone25TXCode, bTone2TranpondTxEnd函數(shù)中有相關(guān)的輸出結(jié)果。</p><p> 6. Toneout 該函數(shù)的功能是,當(dāng)一個音幀傳送開始前做一些判斷,比如頻率時間是否合適等,該函數(shù)調(diào)用到AfcoOpen()這個函數(shù),會被SingleToneOut函數(shù)調(diào)用,輸入的是
74、INT32U lFreq,輸出的是s_TABSRta1s 等[14]。</p><p> 其中void Tone2Polling(void)是編碼設(shè)計的核心函數(shù),該函數(shù)代碼如下:</p><p> void Tone2Polling(void)</p><p><b> { </b></p><p> if (
75、n_TaskTx2Tone)</p><p><b> {</b></p><p> /*if tx Tone2 */</p><p> bLed_TXandPLLlock = 1;</p><p> if (bTone25TXCode == 0) /*當(dāng)bTone25TXCode=1表示當(dāng)前有發(fā)送任務(wù),b
76、Tone25TXCode=0表示當(dāng)前沒有發(fā)送任務(wù)。 */ </p><p><b> {</b></p><p> switch (cTone25Len)</p><p> { </p><p> case n_prestep: </p><
77、;p> gBeepTimer = utTone2Info.cPretime/2; /* 發(fā)送預(yù)載波500ms */</p><p> bTone25TXCode = 1; </p><p> cTone25Len++;</p><p><b> break;</b></p><p> case n_f
78、ststep:</p><p> /*進入下一步發(fā)送第一個音*/</p><p> if (bTone25TXSingle)</p><p><b> { </b></p><p> SingleToneOut(stonecall.iFstFreq,utTone2Info.cLongDuration/2
79、,cTone25Volume);</p><p> cTone25Len =4; /* 如果發(fā)送的是單長音,發(fā)送完該長音后結(jié)束 */</p><p><b> }</b></p><p><b> else</b></p><p><b> {</b></p&
80、gt;<p> SingleToneOut(stonecall.iFstFreq,utTone2Info.cFstDuration/2,cTone25Volume); /*發(fā)送兩音幀的A音 */</p><p> cTone25Len++; /*進入下一步*/</p><p><b> }</b></p><p> bT
81、one25TXCode = 1;</p><p><b> break;</b></p><p> case n_gapstep:</p><p> if (utTone2Info.cGapTime)</p><p><b> {</b></p><p> gBe
82、epTimer = utTone2Info.cGapTime/2; /*發(fā)送間隔音 */</p><p> bTone25TXCode = 1;</p><p> cTone25Len++;</p><p><b> }</b></p><p><b> else</b></p&g
83、t;<p> { /*開始傳送B音 */</p><p> SingleToneOut(stonecall.iSndFreq,utTone2Info.cSndDuration/2, Tone25Volume);</p><p> bTone25TXCode = 1;</p><p> cTone25Len = 4; /* 兩音傳送完畢,編碼結(jié)束
84、 */</p><p><b> }</b></p><p><b> break;</b></p><p> case n_secstep:</p><p> SingleToneOut(stonecall.iSndFreq, utTone2Info.cSndDuration/2, cT
85、one25Volume); /*開始傳送B音 */</p><p> cTone25Len++;</p><p> bTone25TXCode = 1;</p><p><b> break;</b></p><p><b> default:</b></p><p>
86、; /*音幀傳送完畢,編碼結(jié)束 */</p><p> Tone25End(); </p><p><b> break;</b></p><p><b> } </b></p><p><b> } </b></p>&l
87、t;p><b> }</b></p><p><b> }</b></p><p> 整個編碼程序代碼見附錄A。</p><p><b> 3.4解碼設(shè)計</b></p><p> 3.4.1解碼程序流程圖 </p><p> 圖3.4
88、.1單長音解碼流程圖</p><p> 圖3.4.2雙音幀解碼流程圖</p><p> 解碼就是把接收的音幀信號與對講機接收方本身設(shè)置的參數(shù)進行比較,如果參數(shù)匹配則建立通信鏈接,根據(jù)編碼時發(fā)送的音幀格式不同,解碼也分為單長音解碼和雙音幀解碼[14]。</p><p> 3.4.2解碼函數(shù)設(shè)計</p><p> 無論是單長音解碼還是雙音
89、幀解碼都是將接收到的信號與對講機接收方本身設(shè)置的四個模塊參數(shù)比較,將判斷結(jié)果做出相關(guān)的標(biāo)識。本解碼設(shè)計中包含的主要函數(shù),以及他們的功能調(diào)用情況如下:</p><p> 1.InitialTonePara 該函數(shù)的功能是,初始化各種參數(shù),對講機在接收音幀信號前,本身設(shè)置的參數(shù)由該函數(shù)來完成,其中這些參數(shù)包括音幀的頻率,時間間隔等,該函數(shù)會被Destination調(diào)用。</p><p>
90、2.ResetTTParameter 該函數(shù)的功能是,設(shè)置一些兩音標(biāo)識,當(dāng)完成某個指令后,給出相關(guān)標(biāo)志位,列如cFuzzyFreq[k] = 0,則標(biāo)識了該音幀不是模糊音。</p><p> 3.Tone2DecodeFunctionDo 該函數(shù)的功能是,當(dāng)音幀解碼結(jié)束后做出一些響應(yīng),比如在音幀解碼成功匹配后,對講機會發(fā)出嗶音,就是由這個函數(shù)控制的。在執(zhí)行時該函數(shù)調(diào)用到Tone2Tranpond這個函數(shù),Lon
91、gToneJudge和TwoToneJudge兩個函數(shù)的執(zhí)行都會調(diào)用到這個函數(shù)。</p><p> 4.LongToneJudge 該函數(shù)的功能是,對單音幀信號進行解碼,如果判斷接收的信號是單音幀格式,則執(zhí)行該函數(shù),它包含了解碼的具體過程,該函數(shù)會調(diào)用到ConditionJudge,Tone2DecodeFunctionDo和ResetTTParameter這三個函數(shù),</p><p>
92、; 5.TwoToneJudge 該函數(shù)的功能是,對雙音幀信號進行解碼,如果判斷接收的信號是雙音幀格式,則執(zhí)行該函數(shù),它包含了解碼的具體過程,這個函數(shù)執(zhí)行時會調(diào)用ResetTTParameter和Tone2DecodeFunctionDo 等,輸出A音匹配計數(shù)cMatchedCountA[i]和B音匹配計數(shù) cMatchedCountB[i]。 </p><p> 6.ConditionJudge
93、 該函數(shù)的功能是,判斷亞音頻是否匹配,如果對講機發(fā)送的音幀信號中,需要判斷亞音頻,則解碼時會執(zhí)行該函數(shù)[15]。</p><p> 其中LongToneJudge 和TwoToneJudge是核心函數(shù),它們各自的代碼如下:</p><p> LongToneJudge代碼:</p><p> void LongToneJudge(void)</p&g
94、t;<p><b> {</b></p><p> INT8U i, j; </p><p> INT16U iFrequency_temp;</p><p> INT8U cTone_temp;</p><p> INT8U cTTIsDecode = 0; /*增加解碼判斷條件
95、 */</p><p> for (i=0; i<4; i++) </p><p><b> {</b></p><p> if (utTone2Info.uCallFormat[i].cCallFormat >= n_LongATone2) /*該語句是判斷接收的信號是否符合單長音解碼條件*/</p>&l
96、t;p><b> {</b></p><p> if ((cToneAOk[i] == 0) || ((cToneAOk[i] == 1) && (cMatchedCountA[i] < utTone2Info.cLongDuration))) /*如果A音沒判斷好,或者A音判斷好了但是判斷時間長度不夠*/</p><p><
97、b> {</b></p><p> if (uiOutTone2Freq > 1) </p><p><b> {</b></p><p> cFuzzyFreq[i] = 0; /*表示A音不是模糊音 */</p><p> if(utTone2Info.uCallF
98、ormat[i].cCallFormat==n_LongATone2)</p><p><b> {</b></p><p> iFrequency_temp = utTone2Info.iToneAFre;</p><p> }/*如果接收到的音幀頻率的格式與n_LongATone2匹配,則將utTone2Info.iToneAFre
99、的值賦予iFrequency_temp */</p><p> else if (utTone2Info.uCallFormat[i].cCallFormat == n_LongBTone2)</p><p><b> {</b></p><p> iFrequency_temp = utTone2Info.iToneBFre;</
100、p><p><b> }</b></p><p> else if (utTone2Info.uCallFormat[i].cCallFormat == n_LongCTone2)</p><p><b> {</b></p><p> iFrequency_temp = utTone2Info
101、.iToneCFre;</p><p><b> }</b></p><p> if (iFrequency_temp == 0)</p><p><b> {</b></p><p> cTTDecoderFlagRegister[i] = 0; /*標(biāo)識解碼失敗*/</p>
102、<p><b> continue;</b></p><p><b> }</b></p><p> cSingleToneLength = utTone2Info.cLongDuration - ((utTone2Info.cLongDuration + 5) / 10 * 2); /*設(shè)置完成判斷一個音幀所需的時間
103、長度*/ </p><p> if (CompareFreAB(uiOutTone2Freq,iFrequency_temp)) /*如果接收到的音幀頻率與設(shè)置的是否匹配*/</p><p><b> {</b></p><p> cToneAReceived[i] = 1; /*標(biāo)識接收到A音*/
104、 </p><p> cMatchedCountA[i]++;/*匹配計數(shù)加1*/</p><p> if (cMatchedCountA[i] >= cSingleToneLength) /*如果匹配計數(shù)達到所設(shè)定的時間長度*/</p><p><b> {</b></p><p> cToneA
105、Ok[i] = 1;</p><p> utTwoToneFlag.bLongToneAOk=1; </p><p> cTTIsDecode = ConditionJudge(); /*調(diào)用解碼的其他條件*/</p><p> if(cTTIsDecode) </p><p&
106、gt;<b> {</b></p><p> cTTMatchedPointer = i; </p><p> utTwoToneFlag.bTTGroup = 1;</p><p><b> }</b></p><p><b> else</b></
107、p><p><b> {</b></p><p> ResetTTParameter(i); /* 重置初始值*/</p><p><b> }</b></p><p> if(cMatchedCountA[i]>=utTone2Info.cLongDuration)</p
108、><p><b> {</b></p><p> /*如果時間足夠長了,調(diào)用以下函數(shù)立即回復(fù)*/</p><p> Tone2DecodeFunctionDo(); </p><p><b> }</b></p><p> break; /* exit sinc
109、e one of four matched.*/</p><p> }/* end if for c receive tone a count*/</p><p><b> }</b></p><p><b> else</b></p><p><b> {</b>&l
110、t;/p><p> cToneAReceived[i] = 0; </p><p> cMismatchedCountA[i]++;</p><p> if(cMismatchedCountA[i]>=TT_MAX_ERROR_COUNT)</p><p>
111、;<b> {</b></p><p> ResetTTParameter(i);</p><p><b> continue;</b></p><p> }/*當(dāng)不匹配計數(shù)達到預(yù)設(shè)的值,則返回初始化*/</p><p><b> }</b></p>&
112、lt;p> }/* frequency valid */</p><p> else if ((uiOutTone2Freq == 0) || ((uiOutTone2Freq == 1) && (cFuzzyFreq[i] == 1)))//uiOutTone2Freq<=1,reset to initial status.</p><p><b&g
113、t; {</b></p><p> cToneAReceived[i] = 0;</p><p> cToneAOk[i] = 0; </p><p> cTTDecoderFlagRegister[i] = 0;</p><p> cMatchedCountA[i] = 0;<
114、;/p><p><b> continue;</b></p><p> }/* 如果是錯誤的音或者是第一次接收到模糊音做相關(guān)標(biāo)識*/</p><p> else if ((uiOutTone2Freq == 1) && (cFuzzyFreq[i] == 0))</p><p><b> {
115、</b></p><p> cFuzzyFreq[i] = 1; </p><p> if(cToneAReceived[i] == 1)</p><p><b> {</b></p><p> cMatchedCountA[i]
116、++;</p><p> }/* 接收到是錯誤的音*/</p><p><b> }</b></p><p> }/*toneAOk=0;*/</p><p><b> }</b></p><p> }/*分別與四個模塊比較 */</p><p&
117、gt;<b> }</b></p><p> TwoToneJudge代碼如下:</p><p> void TwoToneJudge(void) </p><p><b> {</b></p><p> INT8U i, j; </p><p> IN
118、T16U iFrequency_temp;</p><p> INT8U cTone_temp;</p><p> for (i=0; i<4; i++)</p><p><b> {</b></p><p> if (utTone2Info.uCallFormat[i].cCallFormat <=
119、 n_DToCTone2)/*如果接收到的是雙音幀格式*/</p><p><b> {</b></p><p> if (cToneAOk[i] == 0) /*如果標(biāo)識A音沒有判斷好*/</p><p><b> {</b></p><p> if (uiOutTone2Freq >
120、; 1)/*如果接收到的不是模糊音*/</p><p><b> {</b></p><p> cFuzzyFreq[i] = 0;</p><p> switch (utTone2Info.uCallFormat[i].cCallFormat)</p><p><b> {</b><
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