1、FSK 制式来电显示的几种解码方式比较日期：2007-12-20 来源：国外电子元器件 作者：杨雯静 罗志昕 1 刘锦高 杨爱强 字体：大 中 小 摘要：主要探讨基于 FSK 制式的主叫号码来电显示的几种解码方式，详细介绍专用电路解调、锁相环解调和数字信号处理器(DSP)软件解调的识别方式，给出相应理论依据和实验数据，最后分析各种解码方式的优缺点。关键词：来电显示；FSK；HT9032；74HC9046；BF535 1 引言主叫号码识别(俗称来电显示)已成为电话通信的一项重要功能，在许多 CTI 呼叫中心和交换机中也是不可缺少的。全世界的来电显示主要分为 4 大类：Bellcore FsK 主
2、要是中国、美国、加拿大使用；ETSI FSK 主要是欧洲及我国台湾地区使用：JT FSK 主要是日本使用：DTMF 主要是我国台湾和印度地区。本文主要讨论 FSK 制式来电显示的解码方式，详细介绍基于专用电路、锁相解调和基于 DSP 的 3 种解调方式。2 专用电路解调主流的来话显示电路有 Mitel 公司的 MT88E39、MT88E43、MT88E45 等：Holtek 公司的 HT9032；NPC 公司的 SM8332；Freescale 公司的 MCl45447；EMC 公司的 EM92547A。笔者以 HT9032 为例介绍 FSK解码方式，着眼于 Type I 或 On-hook
3、caller ID 应用，符合 Bell 202 及 V.23 规范。HT9032 将 FSK 解调器包含在一个电路中，引脚及功能与 Freescale 公司的 MCl45447 及 EMC 公司的 EM92547A 相兼容。该电路硬件主要由 HT9032 与 Atmel 的 Mega8 型单片机组成，如图 l 所示。HT9032 解调出的 FSK 基带信号送入单片机的捕获中断，信号码率为 1200b/s，所以 Mega8 设定 1.2 kHz 时钟频率对信号进行采样判决。由于采样周期不可能是理想的 1200 Hz，会使采样位置渐渐偏离码元中心，造成判决错误，所以每次下降沿捕获中断产生后，单片
4、机记数时钟重新复位，矫正其采样相位。然后延时 0.4 ms(2.4kHz)，取码元中点，并开始按 1.2 kHz 速率采样，由此得到 0、1 比特流，将其按 10bit 合成字节信息，每个字节起始位是 1，结束位为 0，中间 8 位为信息。最后根据主叫识别的单数据消息格式提取所需的消息字，得到来电日期与来电号码。主叫识别信息数据的格式有二种：单数据消息格式(SDMF)和复合数据消息格式 (MDMF)，前者结构简单，也比较常用，具体格式如下：信道占用信号：由一组 300 个连续的“O”和“l”(二进制位) 交替组成，第一个比特为 “0”，最后一个为“1”。在通话状态下，信道占用信号不发送，接收端
5、只在正确收到这个信号后才认为后面紧跟的为有效信号。标志信号：由 180 个(挂机状态下 )或 80 个(通话状态下) 标志位(逻辑”1”) 组成，即持续的高电平。消息类型字：单数据格式情况下为“04H”，表示为主叫号码传送信息。消息长度字：占一个字节，为消息字的数目。消息内容：单数据消息格式消息字内容如下：日期，时间(月，日，时，分) ，共 8 个字节；主叫号码(如果允许显示)；如果不允许显示主叫号码，将传送字符 “P”；当终端交换机无法得到主机号码时，将传送字符“0”。校验和：校验字的算法是将消息数据(即单数据格式的消息类型字、消息长度字和消息数据字) 按 256 的模求和取补来得到校验字。
6、其 HT9032 解码输出比特信号为：根据单数据消息格式分析后得到来电显示的时间为：08 月 14 日 13 时 47 分，来电号码为：13386198301，校验位：0x12。所有数据(包括校验位 )和按 256 的模求和为 00，证明收到的数据完全正确。3 锁相环解调锁相环主要包括鉴相器、环路滤波器和压控振荡器。鉴相器可分为数字鉴相器与模拟鉴相器，数字鉴相器一般由异或门或边沿触发器组成，模拟鉴相器由乘法器组成，环路滤波器一般选用比例积分滤波电路。设输入信号为：式中，(nT)为调制的数字信号， 为 FSK 信号频偏，设锁相环的带宽足够宽，环路锁定，则 VCO输出信号频率与输入信号频率一致，也
7、是调频波，如果鉴相器采用正弦鉴相器,VCO 输出的电压为式中，e 为稳态相差，为一常数，一般小于 90，反比于环路增益，由式(2) 可得 VCO 输出频率为压控振荡器输出频率与控制电压关系为：=c+AoVc，与(3)式相比可得由此可知压控振荡器的控制电压与 FSK 的调制信号成正比，在实际电路中，只要加一些整形比较电路就可将其恢复为数字信号，完成 FSK 的解调。在笔者开发的系统中，选用 74HC9046 型数字锁相环来完成 FSK 的解调，如图 2 所示。PCI、 PC2 分别是门鉴相器和边沿触发鉴相器，这里选用 PCI 输出，环路滤波器选用无源比例积分滤波器，根据 FSK 制式来电显示信号
8、的特点，设定 74HC9046 的参数如下，中心频率 fc=1.7 kHz，跟踪带宽为 2fL=1.5 kHz，环路滤波器带宽为 l kHz，R1=10 kHz，C1=O.3F，R2=(具体计算可参考 74HC9046的数据手册)，由于一般电容器的误差比较大，所以 R1 要根据实际情况微调才能保证环路能跟踪 FSK 信号。输入信号用信号源来代替，其中心频率为 1.7kHz。频偏正负 0.5 kHz，调制速率 1.2 kb/s。由于采用数字锁相环，输入信号必须为 TTL，所以要对输入信号进行放大限幅，限幅后的信号与锁相输出信号频率一致，但存在少许的相位差即稳态相差。当锁相环进入锁定状态后，其 V
9、CO 的电压与基带信号一致，由于 FSK 制式来电显信号 1 代表 1.2 kHz，0 代表 2.2 kHz，所以锁相解调输出的信号要经反相后才输入到单片机进行消息字的提取，单片机处理方法与基于专用电路解调方式中的相同，这里不再赘述。4 基于 DSP 的解调FSK 信号的软件解调方法很多，差分解调是比较简单且易于实现的一种。其理论依据为设 FSK 信号的二个频率分别为 1，2 。=o+，若o，则 =2；若6 MHz)时受温度影响很大，需要加温度补偿电路才可正常工作。基于 DSP 的解码是纯软件解调方式，优点是设计灵活，修改方便，但是相对于专用电路解调方式来说成本过高，在信噪比差的情况下，算法要做相应的调整。
