本发明涉及通讯系统，特别涉及一种用于射频用户电话系统的调制解调器。它可将一比特流变换成调相中频信号。

本发明的调制解调器包括调制器单元和解调器单元。发射机是一个系统，它将一比特流（这里是一串给定数目的二进制数字所确定的码元）转换成预定中频的调相中频信号。调制器单元对每一个码元进行相位调制，并对每个已调相的码元进行数字滤波，以提供一滤波信号，当将此滤波信号转换成模拟信号时，便得到一调制频率的调制信号，此调制频率的中心频率在预定的频率附近，而频偏则随调相码元值而变;把滤波信号转换成模拟信号，目的是提供调制信号;将此模拟信号与一预定频率的稳态信号混频从而得到调相中频信号，此调相中频信号是一个中频调频信号，即为调制频率与预定频率的调制积。

调制解调器的解调器单元包括一个解调系统，用来把所接收到的调相中频信号（由比特流转换而来）转换成比特流。

本发明的调制解调器可工作于发射方式，接收方式，也可工作于时间复用的发射/接收方式或训练方式。

当工作于发射方式时，调制解调器调制器单元接收4位为一码元的比特流，然后将这些码元变换成20.2MHz的中频调相信号。调制后的中频信号被传输到射频单元，在那里向上变频至合适的超高频信号进行发射。

当以接收方式工作时，调制解调器接收部分由射频接收机单元接 收调相中频信号。调制解调器将接收到的中频信号滤波，然后向下变频到基带频率，并以16KSRS（每秒千码元）的预定码元速率使其成为复取样（I，Q）。有限持续时间脉冲响应（FIR）数字滤波器对它进一步滤波，并把复取样变换成二进制比特流，最后将二进制比特流送至基带单元。

此外，调制解调器还执行若干功能，以实现为保证通信质量所需的对码元的同步测量，及各种控制和状态报告功能。

在某些时间间隔内，调制解调器可置于训练方式。在这种方式时，调制解调器的调制器和解调器经过射频单元连成闭合回路以对解调器的FIR滤波器进行调整，这是由于系统（主要是射频单元滤波器）参数的变化，这种变化可由温度变化或长年使用而引起，也可能是由于邻道衰减变化或其它外界干扰所引起的。解调器的FIR滤波器调整其系数以减少滤波器缺陷从而尽可能地获得最佳的输入信号。在此闭环方式时，调制解调器发射机单元送出一个调制解调器的解调器单元知道的固定的训练模式。解调器中的FIR滤波器按照其本身的信号，或按延迟和超前的信号，以及来自邻近频带的信号调整其系数。

本发明的调制解调器在由埃里克·帕内斯和马克丁·汉兹尔在与本发明同日申请的名为“同时在单或多射频活路上进行多路话音或数据信号通讯的用户射频电话系统”的尚未批准的美国专利申请中介绍的无线电话系统中特别有用。本发明介绍的调制解调器的最佳实施例是与上述未决专利申请中介绍的信道控制单元（CCU）和射频单元相配接。上述未批准的专利申请与说明书有关，在此作为参考结合在本申请中。

有关本发明的一些其它特点，将结合最佳实施例予以说明。

图1A和图1B合起来给出了本发明的调制解调器的最佳实施例的 方框图。

图2给出了用格雷（Gray）码对比特流编码的信号构象。

图3为调制解调器中调制器部件中FIR数字滤波器方框图。

图4示出了调制解调器中调制器部件中的FIR数字滤波器的多取样脉冲响应图形。

图5是调制解调器解调部件中的SIN/COS中频发生器的方框图。

图6示出了在调制解调器工作时涉及到的一些控制、定时和数据信号的时间关系的波形图。

在本文中使用的缩写汇编

A/D    模/数变换器

AGC    自动增益控制

AM    调幅

BPSK    双相移相键控调制

BS    基地台

CCU    信道控制单元

D/A    数/模变换器

dB    分贝

DPSK    微分移相键控调制

ECL    发射极偶合逻辑

FCC    美国联邦通讯委员会

FIFO    先进先出存贮器

FIR    有限持续时间脉冲响应滤波器

HZ赫兹（周/秒）

I    同相

IF    中频

KHz    千赫兹

KSPS    千码元/秒

LSB    最低有效位

MHz    兆赫兹

MODEM    调制解调器

OCXO    恒温控制晶体振荡器

Q    正交

QPSK    正交移相键控调制

RAM    随机存取存贮器

RCC    无线电控制信道

RELP    剩余激励线性预测

RF    射频

RFU    射频单元

ROM    只读存贮器

RX    接收

STIMU    系统定时单元

SUB    用户台

TDMA    时分复用存取

TX    发射

UHF    超高频

VCXO    压控晶体振荡器

图1A和1B为一个最佳实施例。调制调节器的调制器部分主要包括一个DPSK变换ROM10，一个训练方式开关单元11，一个FIR数字滤波器12，一个D/A变换器13，一个中心频率为200KHz的 带通滤波器14，一个混频器15，和一个中心频率为20.2MHz的射频放大器。

调制解调器的解调器部分主要包括一个TMS32010型数字微处理器17，一个先进先出（FIFO）叠式存贮器18，一个A/D变换器19，一个放大器20，和一个混频器21。

此外，调制解调器还包括几个定时和控制单元，它们是调制器和解调器分别执行的调制和解调功能所必须的。这些单元包括接口寄存器和总线控制单元23，此单元包括一个状态寄存器24，一个线路寄存器25，及一个AGC寄存器26，一个接收（RX）频率寄存器27，一个用户部分延迟寄存器（SUB）28，一个同相（I）寄存器29，一个正交相位（Q）寄存器30，控制单元31和一个第二部分延迟寄存器32。另外，调制解调器定时和控制单元还包括一个缓冲控制单元34，一个读/写译码器35，一个训练模式先进先出（FIFO）叠式存贮器36，一个数字锁存器37，一个内部定时和控制信号发生器38，一个发射时钟延迟单元39，一个部分时延发生器40，一个VCXO接口单元41，一个取样时间发生器42，一个COS/SIN中频信号发生器43，一个2KRAM44，一个2KROM45，一个4KROM46，一个绥冲器/衰减器单元47及一个绥冲单元48。调制解调器与一个系统定时单元（STIMU）49相连。

图1A和1B为调制解调器接口，调制解调器接收的输入大部分来自CCU，其余的输入来自射频单元和定时单元。调制解调器的输入如下：

从信道控制单元（CCU）到调制解调器：

发送（TX）数据线50

要由调制解调器发送的4比特码元（4位用于16个PSK （16ary    PSK），2位用于正交移相键控，1位用作二相移相键控调制）。

调制器总线（MOD    BUS）51

可以从或向调制解调器提供控制/状态信息的双向微处理器总线。

调制器写入（MOD    WR）线52

锁存调制总线到调制解调器的控制信号线。

调制器读出（MOD    RD）线53

把调制解调状态和其它信息送到调制器总线以便传输到CCU的控制信号。

调制器复位（MOD    RESET）线54

此CCU的控制信号可以使调制解调器复位。

调制器地址（MOD    ADD）线55

确定不同地址存贮单元及调制解调器内部的锁存值的控制信号。

发射呼叫（SOS）线56

从信道控制单元至调制解调器的信号线，此信号用以开始发放一个发送时隙。

接收SoS线57

从CCU至调制解调器的信号，此信号用以开始接收接收时隙。由RF单元（RFU）到调制解调器的输入：

中频接收线58

IF接收频率的输入来自RFU

从STIMU至调制解调器的输入：

80MHz信号线59

来自基地台或用户STIMU的80MHz发射极偶合逻辑电路时钟。它是基地台晶振和用户台压控晶振（VCXO）的输出。

16KHz线60

来自STIMU的用于基地台的发送主时钟。

帧总起动线61

来自STIMU在基地台开始帧总启动。它不用于调制解调器，而是传向CCU。

由调制解调器至CCU的输入：

发射时钟线62

一个16KHz时钟信号，它向CCU提供码元发送定时信号。由本时钟前沿将码元计时后送入调制解调器。在基地台，所有的时隙有同样的发射总时钟。这样基地台的全部信号就同时送出，在用户处根据由CCU供给的信息由调制解调器通过部分范围延迟对发射时钟给以修正。

接收时钟线63

16KHz时钟取自接收到的信号，（在用户处总是只当基地台控制时隙询问时才有）。本时钟将送向CCU的接收到的信号的时间记下来，并给CCU提供码元定时信号。

发射数据线64

四比特的接收码元，由发射时钟对它记时。

调制总线51

来自调制解调器的状态和数据信息。

调制器帧总起动线61（MODSOMF）

将来自STIMU的帧总起动信号送至基地台的CCU。

调幅选通线65线

在本线上由高至低的转变可使CCU在RCC对用户单元询问期间得到一个粗帧表志。这是一条瞄准线（Shotline）当接收TMS320测定到调幅无信号区（AMhole）大概位置时，这条线上便发出一个脉冲。

从调制解调器至每一射频单元（RFU）：

射频接收总线66

这是一条在调制解调器和射频接收单元之间的8位数据总线。此条总线把AGC和频率选择信息传送给RFU接收机。调制解调器控制要送出的AGC值并传送CCU频率选择信息。频率选择信息通过调制总线51送至调制解调器。在训练方式期间，调制解调器将控制射频接收频率选择。

射频发射总线67

它是一条在调制解调器与射频单元发射机之间的八位总线。此总线把发射功率电平和频率选择信息传送给调制器，调制解调器与这些无关，因此信息只传向射频单元发射机。

接收80MHz基准信号线59a

把发射极偶合逻辑（ECL）80MHz基准时钟送至RFU接收机。

发射80MHz基准信号线59b

把ECL80MHz基准时钟送至RFU发射机。

发射启动线68

此线通向RFU发射机，用以启动射频发射。

接收启动线69

此线通向RFU接收机，用以启动射频接收。

AGC写入线70

写入选通将AGC数据锁存到RFU接收机。

接收频率写入线71

写入选通将频率写到RFU接收机。

接收频率读出线71a

读选通读出RFU接收机的接收频率。

功率写入线72

写入选通将功率信息锁存到RFU发射机。

功率读出线73

读选通读出RFU发射机的功率信息。

发射频率读出线74

读选通读出RFU的发射机的发射频率。

发射频率写入线75

写入选通频率至RFU发射机。

中频发射线76

把以中频发射的信号送至RFU。

AGC读出线77

读选通由射频接收机读出AGC数据。

由调制解调器至系统定时单元（STIMU）：

VCXO反馈线78

这是一条10位数据总线，把频率跟踪控制信息送至VCXO。

VCXO写入线79

由VCXO电路的写入脉冲关闭通向它的总线。

调制解调器中的调制器单元发送由CCU通过发送数据总线50馈送给它的16电平移相键控调制信息。调制解调器不用了解接收信息的调制电平即可发送上述信息。

输入控制线在调制解调器内部被译码，以便选出用那一个寄存器去驱动在调制解调器和CCU的8位调制总线51。当调制解调器接收到在线57上的来自CCU的接收呼叫（SOS）信号时，有关一个接收时隙的控制信息开始发挥作用。这条线中断微处理器17，在输入时隙开始解调。此时，调制解调器用线69上的接收启动信号启动RFU接收机。

在每一个时隙的末尾，状态信息被修改后送至寄存器23以便CCU读取。

在用户台，CCU能命令调制解调器从基地台获取RCC信号。RCC的主要捕获特征是8码元调幅无信号区。在软件中，调制解调器扫描由CCU选择的频率来确定调幅无信号区。为求调幅无信号区，微处理器对由CCU选出来的频率进行扫瞄。如果在这一频率上存在调幅无信号区，则微处理器会把它接通。在微处理器17确信有调幅无信号区存在后，它就发出脉冲使调幅选通线低于CCU，从而表明二件事：（1）RCC信号已取得，（2）调幅选通是一个帧表志的初起动。此后，CCU应该在0至3码元的宽度内在接收数据流中寻找那个唯一字码。一旦找到唯一字码，用户台CCU即调整其帧与时隙计数器，使它们与基地台的系统帧相一致。

在调制解调器和RFU接收机站之间的接口可以对RFU的AGC电平和频率选择进行控制。CCU控制频率选择，并将其指令送向调制解调器。调制解调器把这一信息通过接收射频总线66送到RFU，此总线66也用来控制在RFU接收机站中的AGC电平。这些AGC值在每个码元时间被修正后传送到RFU接收机站。

CCU的调制解调器的接口示于图1。各发射接口的定时波形示于图6，这些接口是低速率的，因此只需要标准TTL硬件接口便可。调 制解调器向CCU提供16KHz码元时钟，四个发射数据位都在通向调制器的一个平行总线上。一条八位总线供控制/状态信息交换之用。控制信息由CCU通过非同步接口寄存器23馈给调制解调器，当线56上的选通发射呼叫信号被调制解调器收到，从而表明时隙开始发送，寄存器的内容才有效。CCU把下列控制信息供给调制解调器：（1）空闲方式;（2）发射话路;（3）发射控制通路;（4）训练方式回路;（5）发射时钟部分码元延迟;（6）射频发射功率电平;及（7）射频/发射频率选择。接收频率选择存于接收频率寄存器27。

CCU与射频发射单元直接接口，它是通过调制总线51经由缓冲控制单元34与射频发射总线67相连的。译码后的地址送给RFU作为写选通锁存在发射功率和发射频率信息。调制解调器必须能控制射频接收总线66，因为AGC要对射频单元进行修正。因而，调制解调器在每个接收时隙的开始把来自寄存器27的接收频率信息传送到射频单元。这一数值被CCU锁存在寄存器27中。另外，调制解调器在训练方式时本身可以改变接收频率而无需CCU来进行这一工作。

调制解调器的调制器单元完全以硬件实现而无需调整。在发射数据线50上接收来自CCU的码元的速率为16千码元/秒，接收后的码元由DPSK变换ROM10进行相位调制，调制后的波形经FIR滤波器12整形，以提供良好的抗干扰性能而无幅度或者群延迟失真。这一设计的合理性是基于这样的假说：在邻近频带周围（50-100KHz内）至被利用的频带内没有强干扰信号（其功率密度比信号强30-40分贝）。200KHz的带通滤波器14提供宽带中频滤波（100KHz），从而发射的信号不致于产生幅度失真或群延迟失真，但是却可以滤掉由数字滤波和数模转换产生的任何谐波。

在基带内，主要靠固定系FIR数字滤波器12来实现滤波。这是 一个六极点滤波器，其取样速率为每个码元持续期间50个取样。

因为在基带内没有进行模拟滤波，所以不需要有两个分开的I和Q信道。实际上，I和Q通道在FIR滤波器12中实现了。一个时分信道包含一个混频器15，它与中频相乘，向上变换到中频。这个信道对I和Q取样是等增益的。此时I和Q的取样在一个取样周期内错开一半，但这被滤波器12校正。

DPSK变换ROM12用格雷码进行数字编码。这就保证了如果有一个码元被错误接收，那末最大可能出现的情况是在一个译码后的码元中的错误只有一位。图2中示出了信号的构象，标有“Q”和“B”的相位分别是QPSK和BPSK码元。

所有的码元都采用了格雷码编码相位码元，任一码元然后由格雷码转换成二进制形式并与最后相位码元的二进制形式相加从而形成DPSK码元。由于FIR滤波器算法的缘故，每一个其它码元在输入到FIR滤波器12之前都被反相，因此，DPSK变换是利用ROM10来实现的。来自前述的四比特码元和用作反相控制的一比特被输入到DPSK变换ROM10，然后把DPSK码元输出到FIR滤波器12。

经DPSK变换之后，码元在线80上被送至FIR滤波器12，这是一个6抽头FIR滤波器。如图3所示此滤波器包括一个ROM81，两个三级四位移位寄存器82，83。FIR滤波器12用来根据频率通路的技术要求对发射码元进行整形，ROM81的取样速率是由线84供给的定时信号确定的，此定时信号由定时和控制信号发生器38加到与ROM81相连接的计数器85上。一个输入时钟信号由线86加到两输入开关87，88，这两个开关将数据输进移位寄存器82和83。

参阅图4，在两个移位寄存器82，83中的六码元的每一个均以3/25T（T＝1/16KHz）的速率取样。这种过取样方法使取样失真， 结果在任何一个1/25T取样周期内，只有两个码元被取样。因此，在每个1/25T取样周期内，有两个码元输入到ROM    81。每1/25T取样周期又分成两部分：同相（I）和正交（Q）。在前半个1/25T周期内寄存器82，83输入码元的3比特同相分量（I），而在后半个周期内，码元的正交分量（Q）被输入到ROM81。于是在线89上的FIR滤波器的输出是时间共享的、要传输的数字I和Q波形。这些取样然后通过线89送到D/A转换器13转换成模拟信号，这个模拟信号然后经带通滤波器滤波后通过线91送至混频器15，以便在线92上把它上变频至20MHz的中频信号。

两个移位寄存器82，83对两个存贮的码元以1/25T的速率移位入ROM81以供计算之用。将码元的第四或第三个码元位选择为三比特码元的最高有效位（MSB），则上述码元被转换成3比特I和Q格雷码码元，两个最低有效位（LSB）保持不变。这种分量选择以1/50T的速率进行。

上述ROM也需要从计数器85得到5个输入以表明25个取样周期中的那一个目前正在计算。从计数器85另外要求一个输入来告诉ROM81上述3位输入是否为输入码元的I或Q分量。

对存贮在发射机FIR滤波器ROM81中的输出信号进行计算，以纠正由于在I和Q时值中的1/50T差而产生的任何误差。在射频单元中的中频滤波器又把上述两个时值相加以形成正确的发射波形，这是考虑到其带宽与中频相比是相当小的缘故。上述FIR滤波器ROM    81以800KHz的速率把10比特数字抽样输出加到线89上。

可把零码元引入到FIR滤波器12来表示无发射功率的码元，这些码元用在训练方式中以输入一个“脉冲”到FIR滤波器12。这些零码元也可用来输出调幅无信号区和防护频带，它们在无线电控制信 道（RCC）中是需要的。

D/A变换器13由数字FIR滤波器12取来数字输入并产生自66.67KHz起始的133.33KHz的倍频频谱。

带通滤波器14在通带内以极小的衰减和群延迟变化让200KHz的频谱通过。其衰减的波动小于0.1dB，而群延迟的变化量小于1.5微秒。对混淆频谱（aliasing    spectrums）的衰减达20dB。

D/A变换器所需要的信号输出是中心频率在200KHz，带宽约为32KHz的信号。这个信号在混频前经带通滤波器14滤波后掉除了n×133KHz的信号分量。用20MHz乘以200KHz波形，混频器15混频出具有中频正弦和余弦分量的I和Q取样。于是，20MHz的信号可直接将输出波形相乘，并自动处理上述精确的分量乘积。因此不需象在解调器中那样需要一个分开的正弦和余弦的中频产生电路去对来自D/A转换器的I/Q取样进行相乘。这也省去了在混频器中由基带至混频器15输出的隔离引线。

缓冲器衰减器单元47在线94上差动地接收来自定时器和控制信号发生器38的20.00MHz的中频ECL电平信号，并把它转换成350mV的峰-峰信号，此信号用作为本地振荡器信号，并通过线95加至混频器15。另一个电压分压器（未示出）给混频器15提供+7.5V直流偏压。

混频器15是一个MC1496有源混频器，它把线91的I和Q分量波形变频到20.20MHz的中频信号，它与所有其它混频器产物一起加至线92上。三阶交叉调制产物低于40dB。混频器15在载波输入端以高电平工作，在调制信号输入端以低电平工作。这样就导致载波双向差分放大器的饱和开关工作，而使调制差分放大器线性工作。 因为20.00MHz的载波将在RFU被20.00MHz晶体滤波器滤掉，所以不提供载波零点。调定电流源，使其提供2mA的电流。依靠470Ω的发射极负反馈电阻（未示出）来维持调制信号输入，以便在1V峰值时线性工作。

射频放大器16包括一个射极跟随缓冲器，用来把混频器调谐电路与射频单元隔离开来，并提供一个50Ω的输出阻抗。为了消除寄生电容，器件的输出电容，以及射极跟随器（它用来缓冲混频器的输入端）电容的影响，在混频器的输出端用了一个并联调谐电路，它可以使混频器的增益达到最大。因为在调制解调器的输出端在50欧姆电阻上要求有-10dBm，所以要求混频器的总增益必须有10dB。以后则在混频器输出储能回路可以不用可变电感器而用固定电感器。射频放大器16放大在线92上的来自混频器15的输出，并通过中频-发射线76把放大后的信号送到RFU。

在闲置方式期间，基地台调制解调器的调制器发送一个由CCU给它的闲置模式。在用户台，因为调制解调器以半双工工作，所以除了在用户台本身进行发送的时隙期间，CCU在其余全部时隙中都把调制解调器置于接收方式。这就使得用户台调制解调器的解调器可以监视AGC，这样当由基地台来的脉冲串来到时使解调器能随即响应。当有一个频率使至少一个但不是全部时隙被使用时，闲置方式将被使用，空时隙全部被闲置模式填满。如果一个频率根本没有通话，则调制器可能已损坏。

参阅调制解调器的解调器单元，可以看到混频器21对从中频-接收线58上的RFU收来的20.00MHz，-30dBm的信号呈现50欧姆的输入阻抗。混频器的基本功能是把来自RFU的中频信号下变频到基带，并将其放大30至35dB。在线22上提供一个20.00MHz 的稳态信号，此稳态信号是来自余弦/正弦中频发生器43的时间复用的正弦/余弦/负正弦/负余弦信号。处于高电平的线22上的本地振荡器输入信号及处于低电平的线58上的调制信号一起加到MC1496型有源混频器21。在线97上的混频器输出的基带信号被交流差分偶合到放大器20，此放大器是一差分放大器。由混频器21偶合过来的电容和差分放大器20的输入电阻形成了一个高通滤波器，它的截止频率约为1Hz。

缓冲器单元48给ECL电平20.00MHz发生器43和混频器21间提供了接口。缓冲单元48提供了一个350mV的峰-峰信号用以把载波输入驱动到饱和开关状态并为此提供+7.5V直流偏压。

中频正弦/余弦发生器43示于图5。此发生器43包括ECL部件，这些部件在4倍于被跟踪的中频上工作以响应来自定时和控制信号发生器38的线98上的四倍中频信号。参见图5，两个触发器99，100利用四个计数器（他们每个输出相差90°）充作为一个分频器。一个4×1多路复用器（mux）101在正弦、余弦、负正弦、负余弦输出间转换。多路复用器101的输出被另外一个D触发器102重复计时，并通过线103送至混频器21。此电路在四个分量间提供一个精确的90°相移。单个时间多路复用通道也保证对I和Q分量的增益是精确相等的。

图6也示出了解调器单元的定时图。调制解调器给CCU提供四数据位和他们的16KHz的码元时钟。地址线和8位总线在两个单元之间提供状态/控制互交换。

放大器20接收来自混频器的差分输出，并把它放大近25dB。放大器20以很低的失真给A/D变换器19提供交流偶合的±10V峰-峰信号。

A/D变换器19是一个TRW12位A/D变换器，它用来把来自差分放大器20的基带频谱变换成供微处理器17处理用的数字数据。其取样速率是每码元四次（64KHz）。

在正常工作期间，数字处理由TMS320微处理器17完成。微处理器17以20MHz工作，并采用4KROM46的存贮器的4K字节，其端口地址引脚用来对解调器单元和CCU或特定的分集合成电路之间的（I/Q）寄存器编址。

微处理器17以64KHz的取样速率接收来自混频器21的同相/正交（I/Q）数据。上述数据在一个频率通道上又一次被时间多路复用（正如在调制器里的情形）。微处理器对波形进行滤波和解调。然后微处理17通过总线104把接收到的码元输出到数据锁存器37，它通过接收数据线64以16KHz的速率与线63上的接收时钟信号一道将码元送给CCU。

接收器状态置于状态寄存器24中，而I/Q取样值则置于I寄存器29及Q寄存器30。在I/Q取样要求一个外部分集合成电路时，CCU读取状态。以下将说明控制/状态接口及其功能。

基地台的解制调解器的工作被指定一个固定的射频频率。在基地台的通讯是全双工的，从而调制解调器的调制单元和解调单元是同时工作的。当调制解调器也被指定为控制频率通道的调制解调器时，它仅仅在分配的控制时隙期间发射和接收具有无线电控制信道（CCU）格式的信息。在基地台，装在系统定时单元（STIMU）49中的OCXO作为系统的总时钟。因而，接收时无频偏发生。

所有来自基地台调制解调器的发送都由线60上的总发射时钟（16KHz）定时。在基地台调制解调器中部分时间延迟发生器40向基地台CCU提供在线60上的总发射时钟信号和在调制解调器中的线 63上的提取出来的接收时钟信号之间的码元时间部份。此信息然后通过无线电控制信道送到用户单元，这样用户将延迟其发送，以便让其信号在基地台与所有其它时隙同步地被接收。

所有在用户台调制解调器中的工作都来源于接收到的时钟信号（RX时钟），此时钟信号是从接收来的发送信号中由定时和控制信号发生器38复现出来的。它用作为用户的总时钟。由发射时钟延迟电路39至CCU的线62上的发射时钟信号不再象基地台那样作为总时钟，它是从线63上的接收时钟信号导出的，并被发射时钟延迟电路39所延迟。上述延迟的持续时间由用户台CCU和部分延迟寄存器28提供，并由发射时钟延迟电路39恢复。用户台CCU通过无线电控制信道从基地台CCU接收上述延迟，上述延迟时间则由基地台利用用户台之间的距离决定。用户台CCU通过调制总线51将此部分延迟时间信息送给在调制解调器中的部分延迟寄存器28，调制解调器本身，通过发送时钟延时电路39引入此部分延迟。CCU通过把线56上的发射呼叫信号插入到被校准的码元数延迟的调制解调器中计算整数码元延迟。这一过程使所有到达基地台的信号在所有用户台范围内的偏移调整过来。

在调制解调系统中有许多对系统定时有显著影响的延迟源。这些延迟源有模拟滤波器延迟，传播延迟，FIR滤波器12处理延迟等。这些延迟使发射与接收的各帧间发生畸变，而这些畸变是应该认真考虑的。

现在将由调制器单元到解调器单元的延迟路径随同它们的估测值一起列在下面：

Tta    发射模拟延迟，约为0.55T。

Ttr    在射频单元中发射与接收间的转换延迟，约为1.9T。

Td    传播延迟，最大值约为1.2T（单程）。

Tra    接收模拟延迟，约为5.77T。

Th    在A/D变换前，接收模拟滤波器输出的取样时间，约为0.03T。

TC    A/D变换时间，约为0.22T。

Tf1，Tf2接收FIR“窗口”。为了在时间t＝0时接收一个峰值，此滤波器必须在t＝-Tf1时开始取样，直至Tf1约为3.5T，Tf2约为3.25T。

To    在“峰值”和传输测试器（TMS）输出之间的TMS处理延迟，约为4.5T。

TW    发射波形长度（6T）。

Tcrt    在接收和发射（用户）间的补偿延迟。对最远的用户最小，对最近的用户最大。

SBn    最近的用户。

SBf    最远的用户。

基地台发射呼叫和在基地台首先收到的模拟码元“峰值”间的延迟为+7.4码元。因此在发射和接收时隙之间有偏差。为了正确地检出输入相位，调制解调器必须在“峰值”到来前约3.5码元开始取样。因此，在发射呼叫和接收取样开始间相差约为4个码元长度。

在基地台，接收时隙约在发射时隙起始4T后开始出现。接收时隙起始定义为第一模拟量获取的时间，以此检测出被收到的第一“峰值”。

最远的用户台的调制解调器将在基地台调制解调器接收起始时隙前4T时开始它的发射时隙，其它的用户则可以延绥其发射时隙起始。

在整个射频电话用户系统中，由于距离引起的往返传输延迟可以 到处发生，其长度为0至3个码元。因此，为了使得在基地台收到的信息同步，用户台必须能将它的发射时钟信号相对于提取的接收时钟信号移位0至3个码元。延迟时间在基地台计算后通过控制信道发送出去，并由CCU译码。CCU然后向用户台调制解调器送去部分延迟常数以延迟发射时钟，部分延迟是一个8位表示的值，它写入在部分延迟（SUB）寄存器28中。CCU控制整数码元延迟。根据由基地台接收到的距离值，在线56上以延迟0，1或2个码元产生选通发射呼叫信号。

在任何时隙的接收期间，调制解调器通过搜索继而跟踪完成频率同步。在用户台中，微处理器17通过在VCXO接口41中的D/A变换器直接控制VCXO。微处理器17的频率搜索和跟踪算法计算为保持同步所必须的VCXO中的变化。

在任何时隙接收期间，微处理器17也根据接收到的数据流的位同步模式实现位同步。由算法实现位跟踪回路。微处理器17可控制80MHz的VCXO或OCXO的可变分频器（仅在控制时隙解调期间）。在位跟踪环内部，微处理器修正分频值以获得位同步。在话音通道接收期间，分频值步长为16KHz的0.1%，但在控制时隙期间，分频值可急剧变化至+/-50%。

帧同步在基地台和用户台中以完全不同的方式进行处理。在基地台，调制解调器帧总的起动信号（SOMF）由线61经由调制解调器送至CCU。这就是用于所有来自基地台的传输的总的调制解调器起动信号。由这个信号和在线60上的总的系统码元时钟信号（16KHz），可得出所有的时隙及帧定时。

在用户台最初搜索期间，微处理器17在RCC中搜索调幅无信号区。如果检测到调幅无信号区，微处理器就计数此无信号区的几个帧， 然后通过线65将调幅选通/表志在调幅无信号区帧的位置时送给CCU。CCU用这个选通表志建立最初的帧表志计数器（开窗口），CCU的软件为精确同步可对它进行修改。这也表明了调幅无信号区已检测到且RCC被询问。

时隙同步置于CCU的控制下。在线56上的信号发射呼叫和在线57上的接收呼叫是使定时和控制发生器38开始一时隙的发送和接收的命令。这些信号分别与线62上的发射时钟信号和线63上的接收时钟同步。

根据在控制字寄存器31中的接收控制字的第七位，调制解调器的解调器单元既可以脱机工作，也可以联机工作。为了把解调器单元从一种工作方式换到另一种方式，CCU送出调制器复位信号，通过调制器总线51把要求的命令写入接收控制字寄存器31，然后截止调制器复位信号。

在脱机方式工作时，在微处理器上的外部存储器装入来自ROM的2K字和RAM的2K字。CCU在加电后并经每个预定时数之后，命令调制解调器进入这种方式工作，与此同时调制解调器不再进行发送和接收，以便进行自检和训练例行程序。

自检程序测试ROM45和46，内部RAM和外部RAM44，以及与CCU相连的接口，它把测试结果通过状态寄存器24送到CCU。

训练程序包括送训练信号至解调器单元，及计算在微处理器17中的FIR滤波器的系数。在每一预定时数脱机方式完成训练程序，与此同时调制解调器不再发送或接收数据。

在联机方式时，调制解调器根据控制字寄存器31中的接收控制字既可以接收控制信道信号也可以接收话路时隙信号。联机软件执行如下程序：

微处理器17在加电或接到复位信号后开始执行预置（inilialization）程序，此程序读取在寄存器31中的控制字，并根据控制字调用其他程序。

当CCU通过线54把调制器复位信号送到调制解调器，并且把一个指令通过调制总线51送到控制字寄存器31从而启动程序进入联机方式。此程序根据联机程序进行检验（Checksum）测试，预置参数，读取控制字寄存器31并转移至适当的程序。

为了使用户台的VCXO频率与基地台晶振频率同步，当接收控制信道时，只在用户台调制解调器中进行频率搜索程序。因为发射，接收及中频频率是由用户台的VCXO或基地台OCXC得出的，这就使得所有的频率都是同步的。

本例行程序只用于用户台调制解调器中。当解调器装定在控制信道频率时，来自CCU的命令启动此程序。其功能是使VCXO与基地台的VCXO频率相同步。为了实行上述功能，它首先寻找调幅无信号区，无信号区是一个小的时间间隙，此间隙内无来自基地台的发送。此后，基地台发送一未调制的载波信号。当接收此波形时，中频混频器的输出将是另一个正弦波形，此正弦波形的频率正比于VCXO和基地台晶体振荡器频率之差，调制解调器软件在一定的间隔抽样I和Q信道，并实现锁相环的功能，即确定每一个时间间隔内的相位变化，并使这相位变化通过一个低通滤波器后作为一个校正字送给VCXO。当上述相位变化变得低于某一程度时，调制解调器就判定频率搜索已完成。如果调幅无信号区在一定的期间内未被检测到，则模块将向CCU送去一个误差信息表明接收机没有调谐到控制信道。

上述程序由预置程序调用，并将来自状态寄存器24里的状态字送至CCU，以表明频率搜索是否已完成。

当频率搜索程序被预置程序调用后，它取样I和Q通道以寻找调幅无信号区，同时完成AGC回路。如果在预定的取样数之后调幅无信号区未被探测到，此程序把这个信息通过状态寄存器24送给CCU。然后，CCU将接通到另外可能的RCC频率，并重新启动频率搜索程序。

在检测出调幅无信号区之后，这个程序在发射未调载波的期间提供一个锁相环。在这个环中进行I和Q抽样，并对抽样得到的信号进行相位角的计算。

将计算得到的相位角从以前的相位中减去，并把其结果经低通滤波后作为VCXO控制字。在规定的持续时间结束时，如果相位偏离比预定的量小，则模块置“1”于状态寄存器24，如果此时偏离仍然比这个量大，则将“2”置于状态寄存器24。在后面的情况，频率搜索程序可以在一个以上的时隙内重新启动。

当接收到RCC并完成频率搜索程序之后，在用户台和基地台调制解调器中施行位同步程序。在用户台调制解调器中，其输出将用于使16KHz码元时钟与基地台传输同步。在基地台调制解调器中，它用来确定引入用户台发送的部分延迟，以便使与基地站调制解调器的时钟一致。

当调制解调器准备接收数据时，即获得了频率和位同步之后，一个时隙接收程序被调用。其主要功能为：（a）给码元接收程序（将在下面介绍）预置参数;（b）当抽样到第一码元时，启动码元接收程序;（c）在时隙内接收到所有码元之后，判定线路质量和其它信息。

这个程序在每一接收时隙的开始由预置程序调用，其主要功能是为码元接收程序预置参数。完成这个任务之后，它一直等待，直至时隙中的头一个码元的全部取样存入FIFO叠式存贮器18;然后转到 码元接收程序。

这个程序的处理任务是：

1、从控制字寄存器31中读调制电平ML，其中ML可以为2，4或16;

2、根据下式计算半码元值：

HS＝ 180/(ML) （式1）

3、计算用于从已译码中截去LSB的掩码（MASK）。MASK取决于ML和用于表示被译码的相位的位数。因此，如果以2n表示22.5度相位角，则

MASK＝8×2n对ML＝2

＝12×2n对ML＝4

＝15×2n对ML＝16

4、由AGC寄存器26先读取用于这个时隙的AGC，并把它送出（仅对基地台）。

5、等待至第一个码元取样结束，然后转移到接收程序;及

6、在收到了在此时隙中的所有的码元后，由线路质量寄存器25把线路质量信号送至CCU。

在接收数据的同时，码元接收程序每一个码元时间运行一次，其功能包括：（a）读取码元的I和Q取样;（b）对I和Q取样滤波;（c）确定发射码元和把它送给CCU;（d）执行锁相环的功能，使VCXO与输入信号同步;（e）执行位跟踪算法;（f）AGC计算;及（g）累积用于线路质量计算的信息。

当与一码元相关的四个取样被存入外部FIFO叠式存贮器18以后，对每个码元起动上述程序一次。这个程序把取样读入到存贮器中，然后加以处理以确定被发送的码元。AGC也根据信号幅度进行计算。接收到的码元与发送的码元的偏离用于AGC，通讯质量和位跟踪算法。这个模块的运行时间小于一个码元时间，即小于62.5微秒。

完成对一个特定的码元的四个I和Q取样的接收和存贮以后，此程序执行以下任务：

1、    对接收到的取样进行FIR滤波（上述FIR的系数通过上面要讨论的训练程序确定）;

2、    确定信号电平并把它用于AGC;

3、    确定接收的相角，减去前一个相角，把结果集合起来，把集合的结果编成格雷码，并把编码结果送到CCU;

4、    执行位跟踪算法（其输出为所有码元累计，并在时隙的末尾被送出，它用于使用户台接收时钟与基地台发送相同步）;

5、    执行锁相环功能，用来使VCXO与基地台振荡器同步（只在用户台中在时隙的末尾才把此输出送至VCXO），为线路质量累积数据并通过线路质量寄存器25在时隙的末尾把上述信息送至CCU。

调制解调器需要的内部时钟信号是由定时和控制信号发生器38根据在线59上的总的80MHz的时钟信号产生的。调制解调器用线60上的总的16KHz的时钟信号作为发送用的发送时钟信号。因此所有从基地台来的发送都相互同步。

用户台时钟信号都取自用户台定时单元中的总的80MHz的VCXO。VCXO受线78上的来自调制解调器的VCXO反馈信号的控制。由线78的VCXO反馈信号，对所有的接收和发射时钟进行计算。然后定 时和控制信号发生器38通过线63将取自输入数据流的16KHz的接收时钟信号供给CCU。CCU本身将检测控制信道中的那个唯一字，它还能根据此唯一字及线63上的接收时钟信号判定帧和时隙表志。线65上的调幅选通信号是由定时和控制信号发生器38从由微处理器17解调的信号中取出来的，它通知CCU去何处寻找那个唯一字。

在用户台中，微处理器17计算位和频率跟踪参数，并通过把VCXO反馈和VCXO写信号输出至系统定时单元49调整定时。为了调整频率，将微处理器17的输出送至VCXO接口41中的D/A变换器，此接口将模拟电压馈入VCXO。这个VCXO的频率然后被5分频成16MHz。16MHz的时钟再5分频，从而得到3.2MHz的时钟。定时和控制信号发生器38再对它4分频，最后得到发射FIR滤波器12所需要的800KHz的时钟信号。取样定时发生器42对3.2MHz的时钟信号进行50分频以产生64KHz的取样时钟信号。取样定时发生器42处于微处理器17的控制下，使得在控制信道搜索期间产生一延迟。对于快搜索允许±16KHz时钟频率的大跃变。

自适应训练方式是一种闭环状态，此时调制解调器参加调整解调器中的存贮在微处理器17中的数字FIR滤波器系数，以校正可能随时发生的或随温度而发生的任何模拟滤波器的衰变。这一分析是通过把发射机数据经由射频单元闭环和接收一个在调制解调器中解调器的已知模式进行的。根据5约束拉格朗日算法（LaGrangian    System）对上述系数最优化。这些约束为（1）接收到的数据流;（2）延迟0.05T的数据流;（3）超前0.05T的数据流;（4）来自上邻道的数据流;及（5）来自下邻道的数据流。

在训练方式时，微处理器17由FIFO叠式存贮器36通过线106将一系列的32码元长的训练模式供给调制器中的FIR滤波器12， 上述叠式存贮器是在训练方式期间启动的。超前和延迟使上述两个数据流错开0.05T。

用来自控制字寄存器31的107线上的控制信号操作训练方式开关单元11，CCU把调制解调器置于训练方式，以使调制解调器的调制器单元可以从FIFO叠式存贮器中读出专用训练模式。解调器单元对某些测试也先是被超前然后被延迟。当上述过程完成后，调制解调器向系数被计算的CCU送去状态信息。同时，CCU将调制解调器置于正常工作并写出一置定模式并令射频单元闭合，从而对调制解调器进行测试，读出反回的数据并测试它是否有错。

CCU通过置定适当的控制寄存器位并通过线54送调制器复位信号给调制解调器来启动训练方式。这就重新配置了微处理器17从使用4K的ROM和不使用RAM到使用2K的ROM45和2K的RAM44。2KROM45保持训练方式算法，而2KRAM44则当滤波器系数被计算时作为高速暂存存贮器。

一个算法计算邻道特性。为了确定邻道干扰，调制解调器的调制单元必须能在与接收到的频率相离25KHz的频率上发送信号。这可以通过CCU读调制解调器中的状态寄存器做到。状态寄存器24中的信息指示CCU按照调制解调器的要求改变射频接收机单元中的频率。

微处理器17执行训练程序。训练程序的功能是计算微处理器17中的FIR滤波器系数。在闭环方式时，调制器单元可送出某一串码元。这串码元通过RFU以如下五种不同的方式被发送至解调器单元：（1）正常方式;（2）超前定时方式;（3）延迟定时方式;（4）在上邻道上及（5）在下邻道上。在后两种方式时，AGC调整要增加23dB。

解调器单元用输入波形的取样建立一个28阶的正定对称矩阵A。此外，还根据输入取样建立28字的矢量V。系数矢量C由下式给出：

C＝A-1V （式2）

有一个算法可用于计算式B＝A-1（给定A）。由于舍入误差，B将是不精确的，所以用叠式法来计算更精确的系数矢量C。

上述计算得到一个28复数FIR滤波器系数矢量。

在训练方式时，调制器单元被用来发送五对相似的码元序列对。每对码元系列包括如下两序列：（a）9个零码元，一个“1”码元，和22个零码元的I序列;（b）9个零码元，一个“j”码元和22个零码元的序列。上述“1”可为任何码元。“j”为与“1”相差为90度的码元。

解调器单元的处理任务为：

（1）    调整AGC使在正常方式中的信号峰值为最大的50-70%（对第4和第5方式，AGC增加23dB）;

（2）    读和存贮输入的取样（对每一序列前32个取样被废除，接着的64个取样则被贮存）;及

（3）    建立矩阵（28，28）。在正常方式时（第一种方式）进行以下过程：

A（I，J）＝A（I，J）+∑X（4N-1）X（4N-J）    （式3）

此相加是对所有的N进行的，这些N满足：

0≤4N-I＜64及0≤4N-J＜64    （式4）

对超前和延迟方式（第二和第三方式），除了由N＝8产生的项不予相加外，其它过程相同。在第四和第五方式（在上和下邻道的发送）中，要进行以下的过程：

A（I，J）＝A（I，J）+∑X（2N-1）X（2N-J）    （式5）

此相加是对所有N进行的，这些N满足：

0≤2N-I＜64及0≤2N-J＜64，（式6）

在训练方式中解调器单元另外要处理的任务为：

（4）    根据第一对码元序列的取样建立矢量V（1∶28）：

a）    I｛V（I）｝＝X（32-I）    （式7）;

其中X为第一个I序列的取样;及

b）    Q｛V（I）｝＝X（32-I）    （式8）;

其中X为第二个Q序列的取样，及

（5）    通过解A×C-V＝0求得系数矢量C。这一步是通过先求出A的递矩阵B完成的。由于舍入误差，B将是不精确的。下面的迭代法用于精确求解C。

C0＝B×V （式9）

Cn+1＝Cn-b×B（A×Cn-V） （式10）

b为小于1的预先确定的值。