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设计具有ARQ功能的全双工数据电台
1 系统组成
系统由全双工数据电台和用户的DTE终端设备组成，框图如图1所示。
全双工数据电台提供数传通道，全双工最大传输速率为64kb/s，ARQ功能由DTE终端通过软件编程实现。
2 数据电台的硬件设计
全双工数据电台由MCU 89C51、扩频芯片W9310、射频模块W9360、MAX238（RS232接口芯片）、扩展并口8255及电台的参数设置、波道显示等电路组成，如图2所示。
W9310为直接序列扩频加解扩和数据处理芯片，它内部包括6个功能模块：
*串行总线接口SBI—与MCU实现双向通信；
*接收机—完成扩频接收机的所有数字信号处理功能；
*发射机—产生扩频的PN码，并将加扩结果输出到射频模块W9360；
*TDD控制器—实现TDD协议和各种握手信号、接口信号；
*发送和接收的FIFO—作为发送和接收数据的缓冲器；
*主时钟产生器—产生驱动W9310各模块的时钟信号。
图2中，各部分的作用是：
*MAX238为4入/4出的RS232接口芯片，实现TTL电平与RS232电平转换。
*W9310的串口信号线（RTS、CTS、DCD、DTR、DSR、TXD、RXD）通过MAX238与DTE终端相接。另外，W9310为用户提供接收时钟（FCLK_RT）和发送时钟（MHZ2_ST），在MHZ2_ST的上升沿采样Tx引脚上的信号，在FCLK_RT的下降沿采样Rx引脚上的信号。
*W9310与射频模块W9360的接口信号线有：DI、MODOUT、PLLSW、TXEN和RFPWR。其中，DI是W9360接收机送来的解调信号；MODOUT是W9310扩频后的基带信号，它输出给W9360射频模块；TXEN控制射频模块的收/发转换；PLLSW用来切换电台的PLL；REPWR控制发射机功放电源的开关。
*89C51通过8255读取电台的工作参数设置，包括：全双工/半双工、发射的高/低功率、PN码组、同步特字UW（Unique Word）、主叫方/被叫方、电台的工作波道等；89C51在读取电台的工作参数后，通过它的P1口设置W9310、W9360的相应寄存器并将相关的引脚设置为高、低电平；89C51通过8255将当前工作的波道号送LED显示，电台的各种工作状态指示送发送二极管显示。
*W9360模块提供基带到RF和RF到基带的信号转换，模块内Philips公司生产的UMA1015M双频率全台器及两个VCO，组成发送、接收波道选择的两个锁相环。MCU根据设置的波道通过串口编程UMA1015M的控制寄存器。
综合以上内容，图3给出了DTE终端、MAX238、W9130和W9360的连线图。
DTE与数据电台的数口信号完全符合RS232C标准。在开始数据通信前，用户必须使RTS、DTR信号有效，主叫方和被叫方完成捕获突发帧和空闲突发帧交换后，W9310使CTS有效，表示W9310已准备好传送Tx引脚上的数据；DCD信号有效时，表示W9310将接收的数据送到Rx引脚上。全双工接口时序如图4所示（假设RTS、DTR有效）。
3 TDD协议原理
W9310通过TDD协议实现全双工。TDD协议将W9310轮流设置为发射机和接收机，当两部电台通信时，一部为主叫方，另一部为被叫方。TDD协议保证主叫方发送时，被叫方接收，反之亦然。对用户而言，他们只关心在保证要求的传输速率下，电台是否全双工工作，所以，W9310的实际传输速率要高于用户的数据速率。理想情况下，假设W9310的传输效率100%，而且不附加任何同步数据，那么，它的收发速率是用户数据速率的2倍，一半时间发送数据，一半时间接收数据。但实际情况是，W9310为保持同步，它要在用户的数据前添加同步开销数据，所以，它的实际传输速率是用户速率的2.6倍。
TDD协议中用到捕获突发帧、空闲突发帧和数据帧三种帧结构，图5为它们的结构图。
帧中各部分的位数如表1所列。
表1
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