摘要：無線擴頻技術(shù)是現(xiàn)代通信最具潛力，最有前途的核心技術(shù)。本文闡述了利用此技術(shù)實現(xiàn)擴頻e1無線中繼器的基本原理和設(shè)計方案。

關(guān)鍵詞：無線擴頻，直接序列擴頻，無線中繼

上世紀50年代提出的擴頻通信技術(shù)提高了無線通信的抗干擾性和保密性，已經(jīng)成為物理層的主要通信手段。無線中繼對于城市以外的地區(qū)，尤其是地形復(fù)雜，地廣人稀的地方是一種方便經(jīng)濟的中繼方式。為此，我們將擴頻技術(shù)應(yīng)用于無線中繼，研制出一種基于harris公司prism系列擴頻芯片的直接序列擴頻e1無線中繼器，該設(shè)備符合無線局域網(wǎng)ieee802.11標(biāo)準，是對傳統(tǒng)中繼器的一種合理改進。

擴頻e1無線中繼器的總體方案

擴頻e1無線中繼器的總體框圖如圖1所示。

擴頻e1無線中繼器為全雙工方式。作為主端其功能框圖見圖1(a)，來自程控交換機或路由器等有線設(shè)備的e1數(shù)據(jù)流是線路傳輸碼（hdb3碼），經(jīng)過碼型轉(zhuǎn)換，hdb3碼解碼為nrz碼。對該信號進行基帶擴頻，然后經(jīng)過中頻調(diào)制和上變頻，饋至天線發(fā)送出去。從端是主端的逆過程，其功能框圖見圖1（b）。系統(tǒng)中基帶部分、中頻部分和射頻部分均在控制器的控制下協(xié)調(diào)工作。

碼型轉(zhuǎn)換模塊

我們選用crystal公司生產(chǎn)的e1線路接口芯片cs61575構(gòu)成碼型轉(zhuǎn)換模塊，它可實現(xiàn)對e1數(shù)據(jù)流發(fā)送和接收的全部線路接口功能。該芯片單電源5v供電，對數(shù)據(jù)流的幀格式透明。內(nèi)部可選擇產(chǎn)生適合于多種傳送距離的傳輸脈沖波形。接收器中有一個128bit的緩沖器，用于去除輸入數(shù)據(jù)的抖動。cs61575具有以下性能特點：

* 為e1應(yīng)用提供線路接口；

* 提供線驅(qū)動、去抖動和時鐘恢復(fù)功能；

* 與at&t 62411去抖動、同步要求完全兼容；

* 低功耗典型值為175mw;

* 內(nèi)含hdb3碼編***；

* 發(fā)送器返回損耗為14db。

基帶擴頻模塊

本中繼器需對e1信號進行透明的傳送，因此要求基帶擴頻芯片必須滿足以下兩個條件：（1）吞吐量必須能夠處理e1信號。（2）面向e1信號呈連續(xù)方式傳送。美國harris（現(xiàn)更名為intersil公司）推出的一套適用于2.4ghz載頻上的cdma直接序列擴頻芯片組，非常適合于建立點對點，點對多點的無線通信系統(tǒng)。其核心為基帶處理芯片hsp3824，它可處理的最高數(shù)據(jù)率為4mbps，滿足我們的吞吐量要求。

1 hsp3824簡介

hsp3824具有半雙工或全雙工基帶收發(fā)的全部必需功能，可以工作于dbpsk或dqpsk調(diào)制解調(diào)方式；片內(nèi)有3 bit a/d轉(zhuǎn)換器用于輸入模擬i、q信號的量化，還有6 bit a/d轉(zhuǎn)換器用于信道空閑狀態(tài)檢測，以免沖突；可編程產(chǎn)生11、13、15或16bit的擴頻碼；有最高達12db的擴頻增益；有4種發(fā)送幀格式可選，幀頭內(nèi)部自動產(chǎn)生或外部產(chǎn)生；單電源工作；有通用cpu接口用于芯片初始化及監(jiān)控等；該芯片具有較高的集成度、靈活性和通訊頻率，因此非常適用于設(shè)計無線modem, 多媒體終端用的無線收發(fā)信機，用于音頻、視頻的點對點或點對多點的傳輸、無線局域網(wǎng)交換設(shè)備、catv傳輸?shù)取?

2 hsp3824在系統(tǒng)中的應(yīng)用

hsp3824可處理的最高數(shù)據(jù)率為4mbps，而本設(shè)備所要處理的信號速率為2.048mbps，因此我們需將該芯片降速使用，使其滿足吞吐量要求。另外，hsp3824主要滿足ieee802.11協(xié)議要求，進行包方式傳送。為了實現(xiàn)e1信號的連續(xù)方式傳送，可以利用fifo進行緩存，完成連續(xù)方式與包方式之間的轉(zhuǎn)換。其原理如圖2所示。

在圖中a，b兩點間的數(shù)據(jù)呈連續(xù)狀態(tài)，而在其它各處按包方式傳送，由于每一數(shù)據(jù)包中具有包頭，故每包的數(shù)據(jù)速率應(yīng)大于2.048mbps。在這里如何設(shè)置fifo的深度，每包的包長以及使控制信號互相匹配是關(guān)鍵問題。另外，為了保證e1數(shù)據(jù)的頻率，相位具有繼承性，必須要求各部分的時鐘信號具有繼承性。為此，我們考慮的方案如下：

在發(fā)端hsp3824的主時鐘mclk是由輸入的e1信號時鐘tclk20倍頻得來，即：mclk=202.048=40.96mb/s，mclk低于額定時鐘頻率44.00mb/s，故為降速使用。hsp3824的傳輸波特率為：