扩频通讯的理论基础是香农定理： C = log 2（ 1 + S /N ），即在高斯信道中的传输系统在信噪比S /N下降时，可用增加系统传输带宽来保持信道容量C不变。
本文采用直接序列扩频方式（DS），伪随机码M作为扩频序列码。信号扩频后经差分二进制相移键控DBPSK调制后耦合发送到电力线上。在发射端，经组帧和RS编码后得到待发送的信号d（ t）与N位序列码相乘PN （ t），即信号d（ t）PN （ t），经DBPSK调制后相位变化为d（ t）PN （ t），化简后发送端信号为：由于解扩和扩频运算相同，滤波后的通信频带内的噪声信号的频谱被扩展，其功率谱密度大大降低；同时通信信号的频谱经解扩运算后还原为窄带信号，其功率谱密度大大加强，通信频带内的信噪比得到极大改善。
2系统硬件设计
根据以上算法，设计了以STEL 2000A直接序列扩频处理芯片为核心的通信系统，其硬件结构所示。
S3C44BOX是性价比很高的基于R ISC架构的16 /32位微处理器。STEL- 2000A是基带全数字扩频收发处理芯片STEL 2000A，内部发射单元包括发送数据的处理、串并转换、差分编码、PN码产生、调扩、QPSK /DPSK调制及发定时控制。接收单元包括中频到基带的数字下变换、PN码产生、数字匹配滤波、解扩相关峰值检测、差分解调、串并变换、去白化处理、数控振荡器及位定时处理等，完成了由数据输入到已调中频信号输出的扩频、调制及输出数据的解调解扩。电路板的调试，本文使用FS44BOX开发板。利用开发板上的+ 9V直流电源向收发机电路板提供+ 5V和3. 3V直流；利用板上2M B FLASH和8M B SDRAM存放程序与数据；利用10M的以太网口和简易的JTAG调试器实现程序的烧写和调试，串口用来传送一些数据信息，由于S3C44BOX工作电压是+ 3. 3V而STEL- 2000A是+ 5V，故采用双向8通道电平转换芯片MAX3001E实现它们之间的逻辑电平转换， MAX3001E的数据传输率高达4M bit/ s.
系统执行过程为：在发送端，话音通过麦克风送入UDA1344TS，经过UDA1344TS，的语音编码处理后，产生的ISBUS格式的串行语音数据通过标准的IIS语音接口传送到S3C44BOX的8位IISFIFO处，S3C44BOX将得到的8位语音数据存储到预先分配好的数据区，接着将该数据通过同步串行接口SIO逐位发送到STEL- 2000A片内进行扩频、调制等一系列处理，最后在STEL - 2000A的TX IFOUT7 0得到8位数字中频语音信号以载波方式传送到架空线上。
接收端上，从架空线上传输来的8位数字中频语音信号通过RX IFOUT7 0引脚被接收到STEL 2000A片内进行解扩、解调等一系列处理，在RX OUT引脚将会得到解扩和解调的串行语音数据信号，该信号送到CPLD的8位同步移位寄存器；CPLD每得到一个8位语音数据就将该数据锁存并产生一个外部中断，通知S3C44BOX将这8位语音数据读走，最后在S3C44BOX的控制下将语音的数据通过IIS接口传送给UDA1344TS，使接收方听到语音。
3系统软件设计
系统主程序主要完成芯片的初始化、接口的配置、语音数据流控制和中断处理等工作。主程序模块主要包括将语音数据送入STEL 2000A直扩芯片上，进行扩频调制处理以及从该芯片接收解调解扩数据两部分，即通信系统的话音录入、发送、接收及播放等一系列整体功能。主控制模块流程和中断服务流程图从略。
在电机车架线载波通信上的实际应用表明，达到了减少噪声、提高调度系统通话质量的目标。
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