基于Windows和USRP數字對講機收發系統設計

　　DMR協議棧收發時序

　　在PC上主要主要完成的就是DMR通信協議，主要分為三層，物理層主要功能是：比特與符號定義、建立頻率同步和符號同步、構成突發、對基帶信號進行調制解調、實現收發轉換等;數據鏈路層的主要功能是：突發和參數定義、組幀和幀同步、信道編碼、確認和重傳機制、與兩層之間的接口等;呼叫控制層的主要功能是：BS激活與去激活、語音業務下的呼叫建立、呼叫保持、呼叫終止、單呼和群呼的發送與接收等^[6]。在本文中嚴格按照DMR協議規定的幀結構和突發時序進行了設計，突發結構如圖4所示。

　　每個burst長30ms，包含兩個108比特有效載荷和一個48比特同步或信令域，其中27.5ms承載264比特內容，在傳輸語音時，可以利用兩個有效載荷共216比特承載60ms的壓縮語音信息。另外2.5s分布在左右兩邊，各占1.25s，這樣兩個突發就間隔2.5ms。在上行信道上，2.5ms間隔是保護間隔，作傳播時延和功率放大器的上升時間;在下信道上，2.5ms間隔用作CACH信道，用于傳送業務信道管理信息和低速信令。TDMA frame由兩個burst構成，語音采集器每60ms采集一幀數據。基帶處理模塊進行基帶處理和中頻調制，處理時間小于60ms，其中包括數據收集和寫入緩存的時間。USRP每30ms時間發送一幀數據，與基帶模塊和中頻調制并行進行，接收端作類似的處理。收發的時序轉換如圖5所示。

　　系統測試

　　本次開發的數字對講機收發系統經過實際測試，可以正常進行單呼，組呼語音通話，通話質量較好。測試中系統采取主要參數在表2中已經說明，收發系統實物圖如圖6所示。

　　本文中對發送端得波形進行了測試，圖7是一個突發的數據波形，圖8是一個TDMA幀的數據波形。可以看出，實際的測試波形比27.5ms多一點，這個是由USRP不穩定帶來的，但一幀數據在上層嚴格控制在60ms，30ms進行一次收發轉換，滿足DMR協議規定的格式。

結論

　　本文通過對USRP的研究，選取在Windows平臺上，利用軟件無線電架構搭建數字對講機收發系統。通過實際測試表明，USRP在Windows下開發很方便，搭建的數字對講機收發系統能夠進行清晰的單呼和組呼功能。

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