面向集群通信的数模兼容发射模块设计与实现

摘要

集群通信指挥系统是在我国内大面积采用的一种应急通信系统。该系统的主要特点是“系统内所有可用信道都可以为系统的全体用户共用”，集群系统利用基站切换实现多信道复用，将有限的频率资源动态分配给用户使用，因此集群通信指挥系统的重要特点便是信道化通信。随着时代的发展，模拟集群系统的局限性已经显现出来，数字集群通信正处于蓬勃发展时期，但是其成本偏高、现有模拟装备数量大等情况使得模拟集群通信系统和数字集群存在一个较长的混用过渡期。因此本文重点介绍一种满足现在国内集群现实需求的发射模块，该模块采用一个通用的软件、硬件平台以智能切换的方式实现对现有MPT1327模拟系统和DMR数字系统的兼容。
　　本文的主要内容是介绍一种利用DDS芯片实现兼容模拟FM和数字4FSK的实用调制模块的实现方法，关键技术涉及基带数据的处理、DDS芯片的控制和发射信号电路的设计。文章首先介绍了MPT1327体制下模拟集群发射机的空中接口及物理信道要求，进而介绍数字集群DMR协议规定的4FSK调制方法的一些关键技术，主要涉及调制参数和成型滤波参数。之后分析了DDS芯片输出的具有频域采样特征的频率调制信号（DDFM）的频谱特征，提出符合集群通信系统邻道干扰要求的处理办法。最后完整介绍了实现该设备电路板具体功能模块的原理和方法，重点对基带信号处理、全网定时实现、倍频电路实现以及基于 FPGA的控制流程设计进行阐述，展示了基于DDS技术的集群数模兼容调制设备。