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CDMA2000下行链路物理层关键技术的研究与实现

汪锋  
【摘要】:近年来,通信技术迅猛发展,移动通信已经成为人们日常生活不可或缺的部分,发挥着重要的作用。伴随着互联网技术的不断发展和人们对高速手机数据业务需求的不断增加,单一的语音业务和低速数据业务已经不能满足人们的需求了。因此,以高速数据业务和多媒体业务为主的第三代移动通信(3G)已全面投入使用。CDMA(码分多址)技术以其高保密性、低功率和良好的抗噪性等优点成为了3G的主要技术。作为3G主流标准之一,CDMA2000已经在全球得到了广泛的应用,其演进标准EVDO能提供峰值速率高达2.4Mbps的高速数据传输服务。在电子设计方面,FPGA作为新型的可编程逻辑器件,以其高集成度、高性能和高可靠性等优点,得到了快速的发展,已经成为了数字电路设计领域的首选,为本次设计提供了硬件基础。 本文在深入理解CDMA2000系统的原理、特点以及协议标准的基础上,详细研究了CDMA2000下行链路信道的结构和特点,并对导频信道、同步信道和寻呼信道进行了FPGA的设计与实现。 首先,设计和开发了基于Xinilx可编程逻辑器件FPGA芯片的CDMA2000基带处理硬件平台,并且详细介绍了各个子模块的设计。最后完成硬件平台的调试,包括焊接电路板元器件和芯片,使用仪器设备以及程序测试各个硬件模块,以验证硬件能够正常工作; 然后,结合FPGA的设计思想,利用硬件描述语言Verilog对CDMA2000下行链路信号处理过程中的各个模块进行逐一的建模和设计,包括了CRC校验模块、卷积编码模块、交织编码模块、伪随机码生成模块和基带成型滤波器模块。对这些部分进行了理论分析和Verilog语言设计,并给出了Modelsim和Xilinx开发的软件ISE下的时序仿真波形图,完成了各个模块的FPGA实现,使得相关协议标准得到可靠验证; 最后,以制作的基带处理硬件平台为目标板,实现了CDMA2000下行链路中的导频信道、同步信道和寻呼信道,并且结合实验室的测试环境,对所设计的3个信道和其中所发送的信道消息分别进行了物理层和层3消息的验证,验证结果显示了设计的正确性。 本次设计取得了一些阶段性的成果,并且可扩展性强,为后续的工作打下了扎实的基础,具有一定的实际意义。


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