CDMA2000基帶信號發(fā)生器的FPGA+DSP實現(xiàn)

作者：時間：2008-06-29 來源：網(wǎng)絡

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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，并詳細介紹了設計過程中涉及的各種CDMA 關鍵技術及其軟硬件實施方案。
　　關鍵詞：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（語音和低速數(shù)據(jù)業(yè)務）以外還能提供最高達2 Mb/s的分組數(shù)據(jù)業(yè)務。CDMA2000技術是第三代移動通信系統(tǒng)的主要標準之一。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：前向專用輔助導頻信道、專用控制信道、前向基本信道、前向補充碼分信道（RC1，RC2），前向補充信道（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://m.butianyuan.cn/article/258055.htm　　基本信息比特進行信道編碼和交織處理后進行長碼加擾以區(qū)分用戶，然后數(shù)據(jù)流進行符號映射即將0變?yōu)?1，1變?yōu)?，經(jīng)變換后的數(shù)據(jù)流再進行串并轉換，即將串行數(shù)據(jù)變?yōu)椴⑿袛?shù)據(jù)，再經(jīng)WALSH碼擴頻（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行的處理又包括加1位的保留位或標志位，加幀質量指示（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量指示（循環(huán)冗余校驗比特）和糾錯比特，實現(xiàn)檢錯。對數(shù)據(jù)進行卷積/Turbo編碼是為了對抗傳輸信道中的隨機誤差，提高信道傳輸性能。為了適應多種速率傳輸，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，以便達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鍵技術

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誤差，他以犧牲效率換取可靠性，利用增加監(jiān)督位進行檢錯和糾錯，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，他是在卷積編碼、級聯(lián)碼和最大后驗功率譯碼基礎上的一種推廣和創(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準都采用了Turbo編碼。但因為Turbo編碼實現(xiàn)復雜，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)進行交織可以改善碼距分布。交織就是用某種一一對應的確定性方法重新排列二進制和非二進制序列順序的過程，以此來隨機化突發(fā)錯誤的統(tǒng)計特性，使得信道無記憶。交織技術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，他在接收技術中具有重要的作用，在編碼過程中采用交織算法是為了對信息流進行糾錯控制。交織技術分散了隨機錯誤和突發(fā)錯誤，采用交織技術使成群錯誤趨向更隨機地分布，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：
　　