利用TMS320C62x DSP来实现WCDMA RAKE接收机
发布时间:2008/5/27 0:00:00 访问次数:485
本文介绍的系统是以“欧洲电信标准机构”(etsi;european telecommunications standards institute)早期版本的“通用移动电信系统”(umts:universal mobile telecommunications systems)标准为基础,虽然它的概念与新标准完全一样,但是部分的数字会有所不同。
1.扩频与扰码(spreading and scrambling)
在cdma通讯系统中使用了正交的扩频码或对称数据模式,这种技术可以在同样的频率范围内,将不同信道的数据广播出去。由于这些数据模式都具有正交性,因此我们能以参考数据模式为基础,计算它与接收到的数据之间的相关性; 如果计算的结果等于0,就表示所接收的数据是与其无关的信号;如果计算的结果不等于0,那么就表示接收的数据是我们所需要的,而且计算结果的符号就代表了传送的位值,它可能是0或是1。在表1当中,列出了每一个正交向量和每一个参考向量相乘的结果,这些数据的扩频因子都等于4;所谓“扩频因子等于4”是指每一个传送位或接收位都是由4个“码片”(chips)来代表。
要提供良好的通讯能力,只靠扩频码是不够的,因为系统可能会产生一长串的1或是1,这会影响到时钟信号的还原及传输功率的水准;此外,如果相邻的通讯区域使用了同样的扩频模式,它们可能发生冲突。为了避免这两个问题,系统会利用一种“虚拟随机扰码”(pseudo-random scrambling code)来扰动数据的内容,它不但能让相邻的通信区域产生不同的扩频模式,也可避免数据出现一长串的0或1。对于两块相邻的通讯区域来说,它们的扰码永远不会相同;不但如此,如果最大延迟路径(延迟扩展)超过了一个数据位的时间,那么只要同时利用扩频与扰码技术,接收机就能对数据位的同步情形做出更准确的判断。
2.多径信号
在移动通信的环境中,不但需要移动台收发器,也需要基地台收发器,因此无论移动台在通信区域内的哪一个位置,系统都能提供一条高品质的通信链路。对于窄带系统来说,由于在传送一个符号的时间内,总会有一小部份功率较强的多径信号出现在接收机端,因此系统会通过软件来实现信道等化功能,以便更正符码之间的干扰现象(isi:inter-symbol interference)。
由于cdma系统具有宽带的特性(也就是很高的码片速率),因此这些路径可能会超过一个cdma位(码片)的宽度;在这种情形下,传统的等化功能将不再适用,我们需要一种新的技术,它必须能接收所有路径的信号,然后组成一个完整的信号。rake接收机就拥有这样的功能,它可以收到所有可能路径的信号,然后再将这些路径上的信号组合成一个非常清晰的信号,强度远超过单个路径上的信号;基本上,rake接收机会计算参考模式与接收信号之间的相关性,然后找出个别信号的传送路径。
二、基本系统
在最基本的wcdma dsp接收机中,包含了控制与数据信道、rake能量的相关性计算、路径的选择、rake解码以及广播回馈。
1.控制与数据信道
在数据与控制信道的传送过程中,cdma技术主要是通过广播系统中的“同相位信号”(in-phase,以i代表)以及“正交相位信号”(quadrature,以q代表),它们可以表示成di + jdq。此外,系统还会用一个复数扰动码ci + jcq来扰动这些信号,当这些信号混合之后,就会产生一个cidi + jcqdq的结果,所有其它的信号成份都会消失,因为i信号中并没有q的成份,q信号中也未包含任何的i成份。在这个标准中,系统会利用控制信道的前6个位来传送一个已知的数据模式,只要将参考信号、扰码、还有已知的数据模式混合在一起,就可得到一个比较长的“
本文介绍的系统是以“欧洲电信标准机构”(etsi;european telecommunications standards institute)早期版本的“通用移动电信系统”(umts:universal mobile telecommunications systems)标准为基础,虽然它的概念与新标准完全一样,但是部分的数字会有所不同。
1.扩频与扰码(spreading and scrambling)
在cdma通讯系统中使用了正交的扩频码或对称数据模式,这种技术可以在同样的频率范围内,将不同信道的数据广播出去。由于这些数据模式都具有正交性,因此我们能以参考数据模式为基础,计算它与接收到的数据之间的相关性; 如果计算的结果等于0,就表示所接收的数据是与其无关的信号;如果计算的结果不等于0,那么就表示接收的数据是我们所需要的,而且计算结果的符号就代表了传送的位值,它可能是0或是1。在表1当中,列出了每一个正交向量和每一个参考向量相乘的结果,这些数据的扩频因子都等于4;所谓“扩频因子等于4”是指每一个传送位或接收位都是由4个“码片”(chips)来代表。
要提供良好的通讯能力,只靠扩频码是不够的,因为系统可能会产生一长串的1或是1,这会影响到时钟信号的还原及传输功率的水准;此外,如果相邻的通讯区域使用了同样的扩频模式,它们可能发生冲突。为了避免这两个问题,系统会利用一种“虚拟随机扰码”(pseudo-random scrambling code)来扰动数据的内容,它不但能让相邻的通信区域产生不同的扩频模式,也可避免数据出现一长串的0或1。对于两块相邻的通讯区域来说,它们的扰码永远不会相同;不但如此,如果最大延迟路径(延迟扩展)超过了一个数据位的时间,那么只要同时利用扩频与扰码技术,接收机就能对数据位的同步情形做出更准确的判断。
2.多径信号
在移动通信的环境中,不但需要移动台收发器,也需要基地台收发器,因此无论移动台在通信区域内的哪一个位置,系统都能提供一条高品质的通信链路。对于窄带系统来说,由于在传送一个符号的时间内,总会有一小部份功率较强的多径信号出现在接收机端,因此系统会通过软件来实现信道等化功能,以便更正符码之间的干扰现象(isi:inter-symbol interference)。
由于cdma系统具有宽带的特性(也就是很高的码片速率),因此这些路径可能会超过一个cdma位(码片)的宽度;在这种情形下,传统的等化功能将不再适用,我们需要一种新的技术,它必须能接收所有路径的信号,然后组成一个完整的信号。rake接收机就拥有这样的功能,它可以收到所有可能路径的信号,然后再将这些路径上的信号组合成一个非常清晰的信号,强度远超过单个路径上的信号;基本上,rake接收机会计算参考模式与接收信号之间的相关性,然后找出个别信号的传送路径。
二、基本系统
在最基本的wcdma dsp接收机中,包含了控制与数据信道、rake能量的相关性计算、路径的选择、rake解码以及广播回馈。
1.控制与数据信道
在数据与控制信道的传送过程中,cdma技术主要是通过广播系统中的“同相位信号”(in-phase,以i代表)以及“正交相位信号”(quadrature,以q代表),它们可以表示成di + jdq。此外,系统还会用一个复数扰动码ci + jcq来扰动这些信号,当这些信号混合之后,就会产生一个cidi + jcqdq的结果,所有其它的信号成份都会消失,因为i信号中并没有q的成份,q信号中也未包含任何的i成份。在这个标准中,系统会利用控制信道的前6个位来传送一个已知的数据模式,只要将参考信号、扰码、还有已知的数据模式混合在一起,就可得到一个比较长的“