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模拟对讲机作为短距离通信的重要工具,在社会众多行业中得到广泛的应用。但是随着模拟对讲机用户量的不断增多以及频谱资源的日益紧张,模拟对讲机通信拥堵及互相干扰的问题日益突出。与模拟对讲机相比,数字对讲机不仅具有频谱利用率高、抗干扰能力强等优点,同时还能支持短消息等数据业务。2009年底,工业和信息化部发布了《工业和信息化部关于150MHz、400MHz频段专用对讲机频率规划和使用管理有关事宜的通知》,明确我国对讲机技术模拟转数字的时间表。可以说,我国对讲机数字化已是大势所趋。
正是在这个背景下,本文提出一种基于SOPC(System On a Programmable Chip)的公众数字对讲机实现方案。SOPC相对于其他嵌入式系统,具有系统设计灵活,软硬件可编程、可裁减且易于软硬件升级等优点。
本文首先对国际上开放的公众数字对讲机标准——dPMR(digital Private Mobile Radio)协议的物理层、数据链路层和呼叫控制层的功能进行分析。接着根据协议内容,提出公众数字对讲机的SOPC实现方案,其中数据链路层使用FPGA硬件电路实现,呼叫控制层使用FPGA上的软核处理器实现,充分发挥软硬件优势。同时,本文也对数字对讲机主要外设的控制器进行设计,如TFT显示器、射频模块、语音模块,并实现控制器与软核处理器的通信。最后在实验室开发的软件无线电实验箱上进行验证调试,并最终实现了数字对讲机单呼通话,组呼通话,短信息收发等基本功能。