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当今世界,通信系统中使用的通信技术层出不穷。在无线通信中,由于用户移动引起的多普勒效应和接收机与发射机使用的晶振不同,使得在发射机与接收机之间产生频偏。而且由于信道的不理想性,发送信号会产生传播时延。任何一种通信技术都需要同步,同步算法的优劣直接影响整个通信系统的性能。可以这么说,如果没有精准的同步算法,就不可能进行可靠的通信,因此同步是通信双方进行可靠传输的前提。在CDMA系统中,如果收发没有同步,就不能正确的提取信息,导致通信失败。 本文主要讲述了CDMA码元同步的FPGA的实现。首先介绍国内外CDMA扩频通信技术的发展趋势。然后介绍了modelsim和quartus II开发工具的使用,以及介绍了FPGA的基础知识。在第三章介绍扩频系统定义、扩频通信的理论基础,性能指标、DS扩频系统的组成与原理,在此基础上介绍了常见的扩频码序列,和DS扩频系统的信号发送与接收。在此基础上在quartusII开发系统中设计出CDMA码元同步系统的Verilog程序,通过将Verilog文件导入到modelsim仿真可知,上述设计能正确的完成同步、跟踪。 关键词:CDMA,码元同步,FPGA,Verilog 整个CDMA码元同步系统框图如下所示:ref[7:0]为输入阈值信号,clk为输入时钟信号,en为使能信号,rst_n为复位信号,setm1、setm2、setm3、setm4为失步控制端。error为误差指示信号,error为1时,表示收发没有误差。mro为发送Gold码信号。Syn为滑动指示信号,syn出现高电平时,收端本地Gold开始滑动一个码元。 图4-21 cdma码元同步系统框图 cdma码元同步系统测试代码如下: module cdma_syn(clk,rst_n,setm1,setm2,setm3,setm4,en,ref,mr0,syn,error ); input clk; input rst_n; input setm1; input setm2; input setm3; input setm4; input en; input [7:0] ref; output mr0; output syn; output error; wire [3:0] gold_syn; wire [2:0] moutput; sender sender( .clk(clk), .rst_n(rst_n), .setm1(setm1), .setm2(setm2), .setm3(setm3), .setm4(setm4), .moutput(moutput), .gold_syn(gold_syn) ); reciever01 reciever01 ( .rst_n(rst_n), .clk(clk), .en(en), .insign(moutput[2]), .indata(moutput[1:0]), .ref(ref), .mt0(gold_syn[0]), .mr0(mr0), .syn(syn), .error(error) ); reciever02 reciever02 ( .rst_n(rst_n), .clk(clk), .en(en), .insign(moutput[2]), .indata(moutput[1:0]), .ref(ref), .mt0(gold_syn[1]), .mr0(mr1), .syn(syn1), .error(error1) ); reciever03 reciever03 ( .rst_n(rst_n), .clk(clk), .en(en), .insign(moutput[2]), .indata(moutput[1:0]), .ref(ref), .mt0(gold_syn[2]), .mr0(mr2), .syn(syn2), .error(error2) ); reciever04 reciever04 ( .rst_n(rst_n), .clk(clk), .en(en), .insign(moutput[2]), .indata(moutput[1:0]), .ref(ref), .mt0(gold_syn[3]), .mr0(mr3), .syn(syn3), .error(error3) ); Endmodule 写好测试文件后,将其导入modelsim中仿真可得如图4-22、4-23波形 图4-22 cdma码元同步系统仿真波形1 图4-23 cdma码元同步系统仿真波形2 正如图4-22所示,error为持续高电平,则收发一致,完成了同步。将图4-22缩小,可以得到如图4-23所示的波形,由此图可以看出,系统完成了跟踪,在相当长的时间内一直保持error高电平不变。 在本设计中,介绍国内外CDMA扩频通信技术的发展趋势。介绍了modelsim和quartus II开发工具的使用,以及介绍了FPGA的基础知识。从介绍扩频系统定义开始介绍,介绍了扩频通信的理论基础,性能指标。接着介绍了常见的DS扩频系统的组成与原理,在此基础上介绍了常见的扩频码序列,和DS扩频系统的信号发送与接收。介绍了接收端同步时常用的三种方法。最后讲述了CDMA码元同步系统的FPGA实现,通过将Verilog文件导入到modelsim仿真可知,上述设计能正确的完成同步、跟踪。当然如何快速的实现同步跟踪一直是人们热衷的话题。在FPGA实现中常用资源换取速度。在这里,我们可以利用两个并行的累加器、比较器。失步时,这两路累加器、比较器分别完成本地Gold码1个周期的滑动、2个周期的滑动,这样可以节约一半的捕获时间。由于篇幅所限,这里不再介绍资源换取速度的设计。 |
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2个回答
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不错的方案,支持一下。
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太棒了 我喜欢 多多帮助了
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