基于CPLD寬帶移動通信系統數據幀的實現

摘　要：寬帶移動通信系統的關鍵技術之一是自適應調制，與窄帶移動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，針對采用時分雙工(TDD)工作方式的時分復分系統(TDMA)，利用CPLD(復雜可編程邏輯器件)技術完成數據幀的組幀工作。

1引言

隨著Internet技術及移動通信技術的發展，人們對寬帶移動通信系統的需求越來越大，而寬帶移動通信系統的關鍵技術之一是自適應調制技術[1，2]，即通過研究無線信道的衰落程 度、信道流量等參數動態地改變調制方式，在任何時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，自適應調制是通過瞬時載噪比及瞬時時延量進行估計，從而動態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個上行突發塊和4個下行突發塊，共8.32 ms(一個上行或下行突發塊為1.04 ms)。每個突發塊由數據及前綴碼、中綴碼、后綴碼組成。其中，R各為8個字節，為上行或 下行突發模塊的同步碼; P各為8個字節，為導頻，用作信號的衰落補償; G為8個字節，為保護時隙 ;W為8個字節，為符號率及調制電平選擇字;CE為32個字節，為信道估計字。對以上數據幀格式，我們將用CPLD技術來實現。

2數據幀的實現

2.1R，P，G，W碼

幀同步是為了保證收、發各對應話路在時間上保持一致，這樣接收端就能正確接收發送端送來的每一個話路信號，他必須在位同步的前提下實現。為了建立收、發系統的幀同步，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，從而正確區分出發端送來的各路信號。

同步碼的選擇除了與其插入方式有關外，還跟幀同步碼組長度、幀長度、幀碼組的結構有關，這三個因素互相關聯，合理選擇這三個因數可以獲得在技術和經濟兩方面都較合理的幀結構。如果增加幀同步碼可能會提高通信的傳輸效率，但是會增加同步碼的出錯率，同時可能出現假同步碼，以至于會干擾同步系統，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)，比較適合用來表達和處理數字信號。Walsh早在1923年提出這個函數的完整理論。在此后的40多年中，Walsh函數在電子技術中沒有得到很大的發展和應用。近年來由于數字集成電路的迅速發展，由于Walsh函數具有理想的互相關特性，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，他們的相關函數為0。

用AHDL語言在MAX+Plus II環境下將他們各自做成ROM模塊。

2.2CE碼的實現

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實現。經過編譯后得到的符號文件如圖2所示。

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