基于CPLD寬帶移動(dòng)通信系統數據幀的實(shí)現

摘　要：寬帶移動(dòng)通信系統的關(guān)鍵技術(shù)之一是自適應調制，與窄帶移動(dòng)通信系統的調制方式完全不同，因而系統數據幀格式也隨之改變，針對采用時(shí)分雙工(TDD)工作方式的時(shí)分復分系統(TDMA)，利用CPLD(復雜可編程邏輯器件)技術(shù)完成數據幀的組幀工作。

1引言

隨著(zhù)Internet技術(shù)及移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，人們對寬帶移動(dòng)通信系統的需求越來(lái)越大，而寬帶移動(dòng)通信系統的關(guān)鍵技術(shù)之一是自適應調制技術(shù)[1，2]，即通過(guò)研究無(wú)線(xiàn)信道的衰落程 度、信道流量等參數動(dòng)態(tài)地改變調制方式，在任何時(shí)刻都使信道容量達到最大，從而提高信道的頻譜利用率，并有效地提高信息傳輸速率。在TDMA/TDD系統中，自適應調制是通過(guò)瞬時(shí)載噪比及瞬時(shí)時(shí)延量進(jìn)行估計，從而動(dòng)態(tài)地控制系統傳輸的調制方式，據此特殊要求，可設計系統數據幀格式如圖1所示[3]。

圖1中：一幀包括4個(gè)上行突發(fā)塊和4個(gè)下行突發(fā)塊，共8.32 ms(一個(gè)上行或下行突發(fā)塊為1.04 ms)。每個(gè)突發(fā)塊由數據及前綴碼、中綴碼、后綴碼組成。其中，R各為8個(gè)字節，為上行或 下行突發(fā)模塊的同步碼; P各為8個(gè)字節，為導頻，用作信號的衰落補償; G為8個(gè)字節，為保護時(shí)隙 ;W為8個(gè)字節，為符號率及調制電平選擇字;CE為32個(gè)字節，為信道估計字。對以上數據幀格式，我們將用CPLD技術(shù)來(lái)實(shí)現。

2數據幀的實(shí)現

2.1R，P，G，W碼

幀同步是為了保證收、發(fā)各對應話(huà)路在時(shí)間上保持一致，這樣接收端就能正確接收發(fā)送端送來(lái)的每一個(gè)話(huà)路信號，他必須在位同步的前提下實(shí)現。為了建立收、發(fā)系統的幀同步，需要在每一幀(或幾幀)中的固定位置插入具有特定碼型的幀同步碼。這樣，只要收端能正確識別出這些幀同步碼，就能正確辨別出每一幀的首尾，從而正確區分出發(fā)端送來(lái)的各路信號。

同步碼的選擇除了與其插入方式有關(guān)外，還跟幀同步碼組長(cháng)度、幀長(cháng)度、幀碼組的結構有關(guān)，這三個(gè)因素互相關(guān)聯(lián)，合理選擇這三個(gè)因數可以獲得在技術(shù)和經(jīng)濟兩方面都較合理的幀結構。如果增加幀同步碼可能會(huì )提高通信的傳輸效率，但是會(huì )增加同步碼的出錯率，同時(shí)可能出現假同步碼，以至于會(huì )干擾同步系統，所以同步碼的選擇也是比較重要的。

導頻碼P作為信道估計的作用，在發(fā)送端將數據分幀，每幀中以一定的間隔插入已知的導頻符號，經(jīng)信道后，接收端提取這些位置的信道畸變影響。導頻符號輔助下的信道估計利用這些位置的信道畸變影響做內插濾波，從而估計出一幀中每個(gè)信號畸變影響。

Walsh函數是一種非正弦的完備正交函數系。由于僅有2種可能的取值：+1和-1(或0和1)，比較適合用來(lái)表達和處理數字信號。Walsh早在1923年提出這個(gè)函數的完整理論。在此后的40多年中，Walsh函數在電子技術(shù)中沒(méi)有得到很大的發(fā)展和應用。近年來(lái)由于數字集成電路的迅速發(fā)展，由于Walsh函數具有理想的互相關(guān)特性，所以Walsh函數得到應用。在Wa lsh函數中，兩兩之間的互相關(guān)函數為“0”，他們之間是正交的，因而在碼分多址通信中，Walsh函數可以作為地址碼使用。Walsh函數可以用哈達碼(Hadamard)矩陣H表示，利用遞推關(guān)系很容易構成Walsh函數序列。哈達矩陣H是0和1元素構成的正交方陣，所謂正交方陣，是指他的任意兩行(或兩列)都是相互正交的，即任意兩行(或兩列)的對應相乘之和等于0，他們的相關(guān)函數為0。

用AHDL語(yǔ)言在MAX+Plus II環(huán)境下將他們各自做成ROM模塊。

2.2CE碼的實(shí)現

采用4階的M序列作為CE碼，用MAX+Plus II的原理圖設計方法來(lái)實(shí)現。經(jīng)過(guò)編譯后得到的符號文件如圖2所示。

圖2中的INCLOCK是控制移位的時(shí)鐘頻率。CLR用于清零，當CLR=1時(shí)表示不清零，否則表示清零。ENABLE是使能端，當ENALBE=1時(shí)表示正常工作，否則表示維持現狀，不能正常工作。OUTCE是輸出的CE碼。圖3是經(jīng)過(guò)仿真以后的CE4scf時(shí)序圖。