3G移动终端基带信号处理器设计与实现(3)

为了增加信道容量、改善带宽效率，TD-SCDMA通过利用上行链路(反向链路)同步、软件无线电和智能天线的技术将时分双工(TDD)与 CDMA结合起来。TD-SCDMA要求手机的射频部分具有快速的切换时间、高的动态范围以及发送机和接收机部分的高线性度。MAX2410是一个完整正交发射器，它由一个正交调制器、可变增益IF和RF放大器组成。MAX2309是一种为基于CDMA的单频单模蜂窝电话系统设计的IF接收机，其输入频率范围经过优化达到70 MHz~300 MHz，在35 dBm增益下达-33 dBm，在-35 dBm增益下达+1.7 dBm。FPGA控制RF主要通过4个RF控制寄存器：A word寄存器、 B word寄存器、 C word寄存器和 D word寄存器。

3、软件实现

移动终端软件包括应用层软件、通信协议软件和物理层软件3部分。

应用层软件LAY 4-7：包含人机界面(MMI)和系统应用层协议(S/W)部分，MMI为移动终端使用者接口，S/W类似移动终端的操作系统。

通信协议软件LAY 2-3：该部分软件较大，主要为通信协议，主要保证无线通信系统可以在各种状况顺畅互通。

物理层软件LAY 1：负责协调DSP、其他硬件和软件。物理层软件的设计将能实现节能的特性、多资源、多时隙的处理、数据包和对其他网络系统的监测。在设计物理层软件时的还要对相邻小区的监测，特别是当相邻小区间彼此还没有同步的时候。

移动终端软件各个模块主要实现与硬件的对应关系如下：

应用层软件LAY 4-7和通信协议软件LAY 2-3软件的实现主要是在arm中实现，假如LAY 4-7需要一些特别高要求的应用时，可以再增加相应的硬件模块，而不影响原有的架构，如增加高要求多媒体的处理和播放;物理层软件LAY 1主要在DSP和FPGA中实现。

在软件编程时arm和DSP可以使用C语言来实现，使用的调试工具为CCS软件，当DSP中有一些算法非常成熟后，移动通信对这块的实时性要求比较高时，应该用汇编语言来实现，在FPGA中可以用VHDL语言来实现。在编程是首先尽量定义好各个功能模块的任务，然后定义好各个功能模块的接口参数等，在可以不用全局变量的时候尽量不用。

另一个主要挑战是在TD-SCDMA终端里实现联合检测算法，特别是关于算法的时间优化。DSP和FPGA之间的任务分配上要有一个合理协调的分工，这样能够最大限度的发挥这两个处理器的功能。在实际软件编程中，算法程序计算量大、编码延时过长，因此需要在保证质量的前提下对算法进行优化。在满足精度要求下,进一步将算法简化，粗化搜索范围来降低计算量;对于高级语言程序代码，用混合汇编、去除嵌套循环等方法进行代码优化，提高代码效率。

4、结束语

本实验研究是在南昌大学自然科学基金Z03333的资助下完成的。该系统很好的实现了3G移动终端处理功能，但实际环境比仿真环境更复杂，需要给出解决办法，然后再验证。目前该方案实现了384 kb/s工作，使用3个时隙(每个时隙128 kb/s);实现了基于高速下行分组接入(HSDPA)技术提高数据速率，它类似于WCDMA和CDMA2000标准所提供的速率。开发的3G芯片组能够满足消费者对于改善性能和功能的要求，同时又保持了相同或更低的价格。