基于软件无线电实验平台的CDMA通信系统的设计与实现

• 作 者: 鄢文飞
• 发表日期: 2010年01期
• 关键词: 软件无线电 CDMA FPGA 数字信号处理 Verilog

软件无线电技术因为其参数可调、升级和维护方便、且相比传统的硬件设备具有灵活性,使之成为第三代移动通信系统的关键技术之一。同时,2009年1月7日工信部(和信息化部)将3张3G牌照分别发放给中国移动、中国电信和中国联通三家运营商,伴随着国内运营商的重组,CDMA(Code Division Multiple Access)技术重新受到国内业界的关注。本文首先设计基于软件无线电实验平台的CDMA通信系统的硬件电路,以"FPGA+DSP"为核心,外接专用的AD, DA芯片及存储芯片等,完成整个软件无线电实验平台的设计。然后在此硬件平台的基础上,设计了CDMA数字及语音传输系统,包括CDMA系统中的PN序列及Gold序列的产生、扩频与解扩、卷积码编译码、交织解交织、BPSK调制及相干解调,最后对整个系统进行了整体调试,完成CDMA通信的整个流程。本文的创新点在以下两个方面：(1)硬件设计上,本文以"FPGA+DSP"为核心,特地配置了一片单片机用来进行程序存放,可以一次性的把所有的程序存放在MCU里,然后根据个人需要用拨码开关来进行程序的选择,避免了重复下载程序造成的一些芯片烧毁等非人为的意外发生,保证了系统的稳定性。(2)软件实现上,在相干解调的Costas环提取载波同步中,本文提出一种用CIC滤波器代替传统的环路滤波器,很大程度上节省了FPGA资源。论文的关键部分是基于软件无线电实验平台的CDMA通信系统的FPGA及硬件实现,利用Verilog硬件描述语言完成CDMA通信系统中各个模块的程序设计,并在QuartusⅡ和Modelsim软件开发平台下(综合工具选择QuartusⅡ8.1,波形仿真工具选择ModelSim SE 6.1f)完成了系统的程序设计与仿真验证。