基于DMR通信協議與數字對講機基帶模塊設計

　　隨著嵌入式技術的發展，單片機、DSP、ARM等處理器已經廣泛應用于通信行業，尤其是在無線通信領域更是有其不可替代的作用。本設計中所用的核心器件MSP430FG4619是TI公司推出的MCU，TMS320VC5510(簡稱“VC5510”)是TI公司的5000系列DSP，而語音編解碼芯片AMBE一2000也是以DSP為內核的。

　　無線對講機由于具有即時通信、經濟實用、成本低廉、使用方便以及無需通信費等優點，因此廣泛應用在民用、緊急事件處理等方面。尤其在緊急事件處理以及沒有手機網絡覆蓋的情況，對講機更加顯示出它的不可取代的地位。如今，模擬對講機仍然占據絕大部分的市場，但是由于數字通信可以提供更豐富的業務種類，更好的業務質量、保密特性和連接性，以及更高的頻譜效率，因此數字對講機的研究、生產和使用是與時俱進的，符合信息化、數字化發展的必然趨勢。DMR(Digital Mobile Radi0，數字移動無線電)協議是歐洲電信標準協會(ETSI)于2004年所提出的一種新型的數字集群通信協議，具有很好的發展前途。

　　1 DMR通信協議的簡要介紹

　　DMR協議使用一種雙時隙TMDA接入的方式，每個突發2個時隙，每個時隙30 ms。其中每個時隙都有1．5 ms的保護時間。DMR協議結構遵守一種普通的分層結構，這種結構適用于描述參考資料和說明分層的通信結構。DMR標準定義了一種模型草案，把模型分成3層，如圖1所示。

　　2 整體設計及系統工作原理

　　整個基帶系統的核心器件為信號處理器件和控制器件。其中，信號處理器件選擇TI公司的DSP芯片VC5510，控制器件為TI公司的MSP430FG4619單片機。

　　DSP的主要功能自然是數字信號的處理，本設計中VC5510實現信令編解碼、語音數據的收發(與AMBE一2000)的通信、幀同步、4FSK調制解調等功能。

　　MCU是整個系統的控制中心，人機接口(鍵盤、顯示)與MCU直接相連。MSP430FG4619實現與射頻模塊的通信(包括基帶信號發送接收、射頻頻點控制、信道檢測等)，DMR協議的高層控制(信令)，人機接口互通等功能。MSP430FG4619是TI公司推出的一種超低功耗的16位單片機口，具有豐富的片內外圍資源，有豐富的定時器、各類串口、顯示驅動、AD／DA等功能，通用端口也可對位進行操作。

　　語音編解碼器件為AMBE一2000，內核其實也是DSP。它是一種采用MBE(AMBE)算法的高性能多速率語音編解碼芯片，用于實現對數字語音數據的編碼及解碼，其編解碼速率可以硬件、軟件控制，根據DMR協議的需要以及AMBE一2000的特點，編解碼速率選擇為3．6kbps。與AMBE一2000相連的AD／DA轉換器選擇為AD73311，其兼容性非常好，廣泛用于完成語音信號的模擬／數字互相轉換。MSP430FG4619FG4619自帶的AD／DA與射頻接口相連，完成最終基帶信號的數字／模擬相互轉換。

　　信令與語音的通信機理是不一樣的：信令發送端由人機接口發起，通過MCU組幀，送往DSP編碼，再交由MCU進行D／A轉換，經射頻模塊發送出去；接收端的信號經過MCU的A／D轉換后送往DSP進行解碼，解碼成幀后送往MCU進行處理。而語音的編解碼完全由AMBE一2000來實現，經過DSP中轉，由MCU進行發送或接收。

　　3 關鍵模塊電路連接原理

　　3．1 MCU與DSP之間的連接

　　由于VC5510具有增強主機接口(EHPI)，因此可以直接將主機接口的相應引腳與MCU相連。其中HINT為送往主機的中斷，必須為MCU中具有中斷功能的通用I／O口，設計中選擇P1．3，其他引腳可以為一般的GPIO。其電路連接原理圖如圖2所示。