CDMA2000基帶信號發(fā)生器的FPGA+DSP實(shí)現(xiàn)

作者：時間：2008-06-29 來源：網(wǎng)絡(luò)

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　　摘　要：提出了基帶信號發(fā)生器中CDMA2000無線傳輸技術(shù)的下行鏈路基帶處理方案，給出了其數(shù)字基帶處理原理框圖，并詳細(xì)介紹了設(shè)計過程中涉及的各種CDMA 關(guān)鍵技術(shù)及其軟硬件實(shí)施方案。
　　關(guān)鍵詞：CDMA2000；基帶信號發(fā)生器；FPGA；DSP

FPGA+DSP Realization of CDMA2000 Baseband Signal Generator

ZHENG Guomin, WANG Jiali, YE Danxia

(Xidian University, Xi′an, 710071, China)

　　Abstract：This paper introduces baseband processing procedure of CDMA2000 downlin k wireless transmission technologyThe digital baseband processing block is giv en,then presents all kinds of key technologies of CDMA and hardware and software structure in design process
　　Keywords：CDMA2000; baseband signal generator; FPGA; DSP

1 引言

　　第三代移動通信系統(tǒng)是為滿足人們對寬帶移動通信的要求而產(chǎn)生的，他除能提供傳統(tǒng)的電路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（語音和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)）以外還能提供最高達(dá)2 Mb/s的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。CDMA2000技術(shù)是第三代移動通信系統(tǒng)的主要標(biāo)準(zhǔn)之一。本文主要探討基帶信號源中CDMA2000下行基帶信號模塊的實(shí)現(xiàn)方案。

　　CDMA2000下行鏈路物理信道分為2類：一類是公共物理信道，一類是專用物理信道。其中公用物理信道包括：導(dǎo)頻信道、同步信道、尋呼信道、廣播信道、快速尋呼信道、公共功率控制信道、前向公共控制信道、公共指配信道。專用物理信道包括：前向?qū)Ｓ幂o助導(dǎo)頻信道、專用控制信道、前向基本信道、前向補(bǔ)充碼分信道（RC1，RC2），前向補(bǔ)充信道（RC3~RC9）。CDMA2000下行信道基帶處理過程如圖1所示。

本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/258055.htm　　基本信息比特進(jìn)行信道編碼和交織處理后進(jìn)行長碼加擾以區(qū)分用戶，然后數(shù)據(jù)流進(jìn)行符號映射即將0變?yōu)?1，1變?yōu)?，經(jīng)變換后的數(shù)據(jù)流再進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，即將串行數(shù)據(jù)變?yōu)椴⑿袛?shù)據(jù)，再經(jīng)WALSH碼擴(kuò)頻（區(qū)分信道），最后數(shù)據(jù)經(jīng)基帶濾波形成前向基帶信號。

　　其中的信道編碼和交織進(jìn)行的處理又包括加1位的保留位或標(biāo)志位，加幀質(zhì)量指示（CRC），加8位尾比特或保留位，卷積/Turbo編碼和速率匹配等一系列操作。如圖2所示。

 信道編碼和交織處理過程如圖2所示。在信息比特流加入了幀質(zhì)量指示（循環(huán)冗余校驗(yàn)比特）和糾錯比特，實(shí)現(xiàn)檢錯。對數(shù)據(jù)進(jìn)行卷積/Turbo編碼是為了對抗傳輸信道中的隨機(jī)誤差，提高信道傳輸性能。為了適應(yīng)多種速率傳輸，信道編碼方案中還增加了速率匹配功能。速率匹配是將傳輸信道上的數(shù)據(jù)比特打孔或重復(fù)，以便達(dá)到信道映射時傳輸格式要求的比特速率。在信道編碼中，采用交織技術(shù)可分散突發(fā)連續(xù)錯誤，減少信道編碼需要校正的連續(xù)錯誤，使連續(xù)誤碼離散化成隨機(jī)錯誤以便利用前面的信道編碼手段糾正。

2 CDMA2000下行鏈路基帶處理的關(guān)鍵技術(shù)

2.1卷積/Turbo編碼

　　卷積編碼屬于信道編碼，主要用來糾正碼元的隨機(jī)誤差，他以犧牲效率換取可靠性，利用增加監(jiān)督位進(jìn)行檢錯和糾錯，這對數(shù)字移動通信十分必要。如圖3所示是編碼效率R=1 /2，約束長度K=9的卷積碼的原理框圖。

　　Turbo編碼是近年來倍受矚目的一項新技術(shù)，他是在卷積編碼、級聯(lián)碼和最大后驗(yàn)功率譯碼基礎(chǔ)上的一種推廣和創(chuàng)新,Turbo編碼后的誤碼率(BER)近似為10-5，接近Shannon極限的性能，他不僅在信噪比較低的高噪聲環(huán)境下性能優(yōu)越，而且具有很強(qiáng)的抗衰落、抗干擾能力。Turb o碼的優(yōu)良性能受到移動通信領(lǐng)域特別是第三代移動通信體制的重視，所有的第三代無線接口標(biāo)準(zhǔn)都采用了Turbo編碼。但因?yàn)門urbo編碼實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，所以他主要用于高速率數(shù)據(jù)信道，而卷積編碼用于低速率話音信道。如圖4為Turbo編碼的原理框圖。

2.2交織

　　對輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行交織可以改善碼距分布。交織就是用某種一一對應(yīng)的確定性方法重新排列二進(jìn)制和非二進(jìn)制序列順序的過程，以此來隨機(jī)化突發(fā)錯誤的統(tǒng)計特性，使得信道無記憶。交織技術(shù)是為了抵抗無線信道的噪聲以及衰落的影響而采取的時間分集技術(shù)，他在接收技術(shù)中具有重要的作用，在編碼過程中采用交織算法是為了對信息流進(jìn)行糾錯控制。交織技術(shù)分散了隨機(jī)錯誤和突發(fā)錯誤，采用交織技術(shù)使成群錯誤趨向更隨機(jī)地分布，改善了碼組的誤碼率性能。下面僅給出對于前向同步和尋呼信道以及業(yè)務(wù)信道在RC1和RC2配置下的交織器數(shù)據(jù)輸出地址的計算公式：
　　