無繩電話機是壹種可以進入PSTN的無線雙工移動電話設備。它由壹個連接到PSTN用戶線的座機和壹個或多個手持無繩電話機構成,在限定範圍內能完成普通電話機的功能。無繩電話機發展的基礎是公***市話網,20世紀70年代,當時經濟發達國家PSTN已十分普及,幾乎家家戶戶都裝了普通電子電話機,用電話來解決日常生活和工作中的問題已成為人們的習慣。但是電話機要用壹根雙芯電話線連到電話局,電話機的座機還要用壹根四芯電纜連到裝有話筒耳機的手柄。因此,電話機受到限制,不能隨意移動。為此,人們便在其他房間並聯壹個分機以解決不能隨意移動的問題。但是如果人在戶外活動想要隨意打電話便成了壹大難題。在這種需求的推動下,壹種新型的可移動通話方式產生了,裝有話筒耳機的手柄與電話機座機之間用無線電波連接的電話機——無繩電話機便應運而生。
1993年西門子研制出世界上第壹部數字無繩電話,同年西門子創立了“Gigaset”品牌以大力發展數字無繩電話事業。2011年西門子電話正式更名為“Gigaset集怡嘉”。迄今為止,“Gigaset”品牌已在全球69個國家中售出超過1億5千萬臺數字無繩電話,是世界電話機領域的領導品牌。
無繩電話系統可分為送話和受話兩個方向。數字無繩電話當然也不例外。
CDCT(ChineseDigitalCordlessTelephone)在座機和手機之間使用多載波TDMA/TDD格式,***10個載波,每個載波頻寬1.728MHz,每個載波在時域上被分成24個時隙,使用其中的兩個時隙即可建立雙工連接。當通話建立後,手機只使用十二分之壹的時間發送和接收,其余的時間可以用於幹其它的事,如監視其它的頻率和載波以尋找更好的語音信道。
數字無繩電話的數據信號和控制邏輯信號在物理上在同壹個載頻上。故數字信號在傳送之前,需進行時域壓縮。接收之後,再進行時域展開。
考慮到無線信道的非理想性,數據在傳送之前都要進行信道編碼。在CDCT的設計中采用了檢錯和錯後重傳的方法。不同的信道采用不同冗余度的編碼。主要采用了兩種檢錯編碼:R-CRC(16bitCRC)碼和X-CRC(4bitCRC)碼。其中R-CRC碼主要運用在A域(控制信號)和要求檢錯重傳的B域(數據信號)的信道編碼。X-CRC碼主要用於非檢錯傳輸的B域的檢錯編碼。
信道調制主要包括復幀合成和碼字置亂兩方面的內容。碼字置亂主要是防止連續的0或連續的1序列的出現。CDCT的調制和解調都是VCO開環狀態下實現的,過多的連0或連1都很容易造成解調器的工作點偏移。從而使得誤碼率上升。
頻率調制采用高斯最小頻移鍵控的調制方式。調制系數為0.5。標稱頻偏為288KHz。從基帶送來的數字信號經三級低通濾波器的濾波後,直接送調制電路。
系統實現
在系統實現上,采用了西門子公司的DECT基帶和射頻IC。
基帶IC包括PMB4925和PMB4725。其中PMB4925為數摸接口電路。PMB4725完成信源編碼、信道編碼、加密、信道調制。PMB4725是壹混合集成電路。其內部集成了MCU、DSP和BMC(BurstModeController)。射頻IC包括:PMB4420、PMB4220和PMB4820。這三顆IC和其外圍電路完成頻率調制和解調。
BMC完成底層實時性較強的各種邏輯信道的調制和解調;DSP主要完成數據信號的處理;MUC是整個系統的控制中心。它對DSP、BMC和其他外設統壹管理。電源管理模塊對整機耗電的各個部分進行動態調整,使得整機耗電最省。
通話建立的過程如下:在沒有通話時,手機鎖定在任壹空閑信道上。當手機發起呼叫時,它將在TDMA幀的後半部分的相應時隙送出壹個呼叫請求,通知座機它鎖定的信道。座機收到請求後通知手機轉到指定的信道,在指定的信道建立通話。座機發起呼叫的過程相似。
軟件協議包含五層,由上至下分別是:
應用層(ApplicationLayer——APP),
網絡層(NetworkLayer——NTW),
數據鏈路控制層(DataLinkControlLayer——DLC),
媒體訪問控制層(MediaAccessControlLayer——MAC),
物理層(PhysicalLayer——PHY)。
其中物理層的控制以及部分MAC層的功能由控制芯片內部完成。
資源管理實體:軟件流程是基於消息驅動的機制,各層發出的消息由資源管理實體進行調度,發送到目標層進行處理,另外負責內存和I/O資源的分配和管理;APP:實現產品的各種功能及其用戶接口;NTW:負責呼叫控制和移動管理;DLC:負責在座機和手機之間的雙向數據傳輸,提供差錯控制的功能;MAC:選擇和動態分配物理信道;低層設備驅動程序:包括對液晶顯示器、鍵盤、EEPROM、DSP等的控制。