基于TD-SCDMA的MANET移動(dòng)終端系統(tǒng)設(shè)計(jì)

 摘要：結(jié)合國(guó)家“863”研究項(xiàng)目，研究了基于TD-SCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)的移動(dòng)自組網(wǎng)軟硬件系統(tǒng)，分析了系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的一些問題，同了相應(yīng)的處理策略。

    關(guān)鍵詞：時(shí)分多工同步碼分多址系統(tǒng) 移動(dòng)自組網(wǎng) 網(wǎng)絡(luò)接入

未來(lái)移動(dòng)通信的發(fā)展將是通信的個(gè)性化，即任意兩個(gè)通信節(jié)點(diǎn)要吧直接交互信息而無(wú)需其它節(jié)點(diǎn)的參與；同時(shí)，當(dāng)存在其它節(jié)點(diǎn)時(shí)，又可以通過第三個(gè)節(jié)點(diǎn)與其它節(jié)點(diǎn)通信。本文研究了基于TD-SCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)的自組網(wǎng)系統(tǒng)組成原理，主要討論了系統(tǒng)的硬件平臺(tái)主協(xié)議軟件，分析了構(gòu)建移動(dòng)自組網(wǎng)所需工作及面臨 的一，以及解決這些問題的策略和方法。

1 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

TD-SCDMA移動(dòng)通信協(xié)議是符合IMT-2000和3GPP規(guī)范的世界三大移動(dòng)通信國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)之一。基于TD-SCDMA移動(dòng)通信組網(wǎng)的通信節(jié)點(diǎn)在有中心控制器（Node B）存在的情況下，信息交互都通過中心控制器轉(zhuǎn)發(fā)（Node B）存在的情況下，信息交互都通過中心控制器轉(zhuǎn)發(fā)（純TD-SCDMA電信網(wǎng)模型）。當(dāng)吣控制器不可獲得時(shí)，這些通信節(jié)點(diǎn)又能自適應(yīng)地切換到peer-to-peer通信的工作方式（純計(jì)算機(jī)網(wǎng)模型）。在整個(gè)切換過程中，網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議基本保持不變或作少量的自適應(yīng)修改即可。根據(jù)這一設(shè)計(jì)思想，基于TDSCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)的自組網(wǎng)系統(tǒng)組成如圖1所示。

1.1 射頻及A/D、D/A變換單元

射頻單元用來(lái)接收、發(fā)送頻率約為2GHz的已調(diào)制高速模擬信號(hào)并把高頻模擬信號(hào)變換成帶寬為1.6MHz的模擬基帶信號(hào)（發(fā)送時(shí)相反；下同）。模擬基帶信號(hào)經(jīng)過適當(dāng)?shù)臑V波處理送到A/D單元做4倍頻采樣變換成數(shù)字信號(hào)。采樣數(shù)據(jù)為Chip結(jié)構(gòu)余弦分量In和正弦分量Qn。

需要說(shuō)明：當(dāng)自組網(wǎng)移動(dòng)終端（UE）同時(shí)與電信網(wǎng)（Node B）和自組網(wǎng)其它UE通信時(shí)（這時(shí)，UE可當(dāng)作自組網(wǎng)的一個(gè)網(wǎng)關(guān)），UE需要兩套R(shí)F和A/D、D/A單元。

1.2 FPGA協(xié)處理模塊

FPGA要完成采樣后數(shù)字信號(hào)的濾波處理、系統(tǒng)幀號(hào)產(chǎn)生、物理層用戶檢測(cè)的矩陣乘法、Vitebi譯碼、GPS數(shù)據(jù)處理以及為DSP提供時(shí)鐘等。筆者選擇了Xilinx公司的XCV1000E做FPGA芯片，用Foundation 4.1i軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)FPGA內(nèi)部邏輯。底層使用Verilog硬件描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)其邏輯處理單元以使邏輯設(shè)計(jì)可移植，頂層使用原理圖連接各邏輯單元和外部引腳。

1.3 DSP處理模塊

該模塊用來(lái)完成物理層的所有操作，如小區(qū)初搜、臨近UE搜索、用戶數(shù)據(jù)檢測(cè)、信道編解碼、突發(fā)成幀和物理層的命令解析等。用戶DSP處理物理層的算法具有很大的優(yōu)越性。物理層的部分算法（如矩陣乘法和Vitebi譯碼等）由FPGA協(xié)議完成，稱之為DSP的協(xié)處理器。實(shí)際上，這些算法都可以用DSP實(shí)現(xiàn)，但硬件乘法具有較高的效率。筆者使用TI公司

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