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基于TD-移动终端系统设计
闫智
 摘要:结合国家“863”研究项目,研究了基于TD-SCDMA移动通信系统的移动自组网软硬件系统,分析了系统设计上的一些问题,同了相应的处理策略。
 关键词:时分多工同步码分多址系统移动自组网网络接入
未来移动通信的发展将是通信的个性化,即任意两个通信节点要吧直接交互信息而无需其它节点的参与;同时,当存在其它节点时,又可以通过第三个节点与其它节点通信。本文研究了基于TD-SCDMA移动通信系统的自组网系统组成原理,主要讨论了系统的硬件平台主协议软件,分析了构建移动自组网所需工作,以及解决这些问题的策略和方法。
1 硬件系统设计
TD-SCDMA移动通信协议是符合IMT-2000和3GPP规范的世界三大移动通信国际标准之一。基于TD-SCDMA移动通信组网的通信节点在有中心控制器(Node B)存在的情况下,信息交互都通过中心控制器转发(Node B)存在的情况下,信息交互都通过中心控制器转发(纯TD-SCDMA电信网模型)。当吣控制器不可获得时,这些通信节点又能自适应地切换到peer-to-peer通信的工作方式(纯计算机网模型)。在整个切换过程中,网络的通信协议基本保持不变或作少量的自适应修改即可。根据这一设计思想,基于TDSCDMA移动通信系统的自组网系统组成如图1所示。
射频及A/D、D/A变换单元
射频单元用来接收、(发送时相反;下同)。模拟基带信号经过适当的滤波处理送到A/D单元做4倍频采样变换成数字信号。采样数据为Chip结构余弦分量In和正弦分量Qn。
需要说明:当自组网移动终端(UE)同时与电信网(Node B)和自组网其它UE通信时(这时,UE可当作自组网的一个网关),UE需要两套RF和A/D、D/A单元。
FPGA协处理模块
FPGA要完成采样后数字信号的滤波处理、系统帧号产生、物理层用户检测的矩阵乘法、Vitebi译码、GPS数据处理以及为DSP提供时钟等。笔者选择了Xilinx公司的XCV1000E做FPGA芯片,用Foundation 。底层使用Verilog硬件描述语言设计其逻辑处理单元以使逻辑设计可移植,顶层使用原理图连接各逻辑单元和外部引脚。
DSP处理模块
该模块用来完成物理层的所有操作,如小区初搜、临近UE搜索、用户数据检测、信道编解码、突发成帧和物理层的命令解析等。用户DSP处理物理层的算法具有很大的优越性。物理层的部分算法(如矩阵乘法和Vitebi译码等)由FPGA协议完成,称之为DSP的协处理器。实际上,这些算法都可以用DSP实现,但硬件乘法具有较高的效率。笔者使用TI公司的TMS
320C6416完成这些实时算法。
DSP程序和FPGA逻辑数据存储在Flash中。在系统板上电或复位后由ARM9处理器加载FPGA逻辑,之后DSP自行引导。
GPS同步及位置信息处理模块
当基于TD-SCDMA的移动自组网终端工作无中心控制器的对等网络中时,相互之间的定时和步就成为一个极迫切又重要的问题。在TD-SCDMA移动通信系统,定时和同步通过Node B实现,而它在自组网中并不存在。另外,TD-