【正文】 現(xiàn)碼分多路復(fù)用，就必須有足夠多的正交碼，即地址碼數(shù)目要足夠多。接收端用正交碼組 Q Q2與 e作點(diǎn)積運(yùn)算，就可分離出 a a2（見圖 1）。基本方法是，在發(fā)送端先將多路信號分別由一組正交碼進(jìn)行某種調(diào)制或變換，使各路信號成為某種正交信號組，然后混合傳輸。 （二） 碼分多址基本概念 在 CDMA 中還有一個很重要的技術(shù)就是碼分多址。編碼之間的互相關(guān)值越小，多址干擾就越小，多址通信用戶數(shù)就越多。使用擴(kuò)頻編碼調(diào)制易于保密也可供多用戶使用。這一點(diǎn)的應(yīng)用就是采用偽隨機(jī)碼（ PN）的擴(kuò)頻編碼調(diào)制，把原數(shù)據(jù)信號變換成類似于白噪聲的隨機(jī)信號。 二、 CDMA 基本原理 （一） 引 理 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)是對 CDMA 碼分多址技術(shù)所做的 1個 4路演示性系統(tǒng) ,本系統(tǒng)省去了載波調(diào)制部分 ,把 CDMA擴(kuò)頻系統(tǒng)中傳輸?shù)男盘柡喕癁閿?shù)字基帶信號 ,并做出 1個與之相應(yīng)的擴(kuò)頻編碼調(diào)制收發(fā)系統(tǒng)。在亞洲， CDMA 技術(shù)商業(yè)化趨勢更強(qiáng)， 1995 年，韓國 LGIC 公司推出世界上首批商用 CDMA 交換系統(tǒng)。擴(kuò)頻通信技術(shù)在軍用通信中已有半個多世紀(jì)的歷史。并以 Altera MAX+plusⅡ 為硬件開發(fā)平臺 ,利用 FPGA 實(shí)現(xiàn)了 4路信息信號的擴(kuò)頻、編碼調(diào)制?；?FPGA 的 CDMA 數(shù)字基帶收發(fā)系統(tǒng) —— 調(diào)制部分 內(nèi)容提要 ： CDMA( Code Division Multiple Access ）即碼分多址接入技術(shù)，具有很強(qiáng)的抗干擾能力（信號隱蔽，抑制窄帶干擾等）和保密性，地址改變也比較靈活。 本文給出了 CDMA 數(shù)字基帶收發(fā)系統(tǒng)的 軟硬件 設(shè)計(jì)方案。 CDMA 具有很強(qiáng)的抗干擾能力（信號隱蔽，抑制窄帶干擾等）和保密性，改變地址比較靈活。在美國 10 大蜂窩公 司中有 7家選用 CDMA。擴(kuò)頻通信技術(shù) 、碼分多址技術(shù)和同步技術(shù)是 CDMA 的關(guān)鍵技術(shù)，本設(shè)計(jì)旨在通過設(shè)計(jì)完成 CDMA 數(shù)字基帶收發(fā)系統(tǒng)的過程。信道容量與帶寬成正比，而在一定信道容量下，如果帶寬 W 擴(kuò)充到一定程度，那么就能在較低 S/N 要求下得到很高 的傳輸質(zhì)量。這種擴(kuò)頻通信的明顯特點(diǎn)是采用編碼調(diào)制、頻譜擴(kuò)展和相關(guān)處理技術(shù)。所以 CDMA 可在同一載波頻率上同時傳送多個用戶的信息、數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)多址通信。而最常用的偽隨機(jī)序列之一就是下面設(shè)計(jì)中要用到的 m序列。碼分是利用各路信號的正交 性。 圖 1 碼分多址示意圖 Q2 e +1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 10 0 1 1 1 1 11 11 11 11 11 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 a1 a2 Q1 Q2 e1=a1 Q1 e2=a2 Q2 e=e1+e2 Q1 e +1 1 +1 1 +1 1 +1 1 +1 1 +1 1 +1 1 +2 2 （ 相乘后分別對每個碼元取平均值 ） （ 相乘后分別對每個碼元取平均值 ） 3 例如有數(shù)字信號 a a2，經(jīng)正交碼組 Q1（ 1 1）、 Q2（ 1 1）變換后得到正交信號組 e e2,復(fù)合信號為 e=e1+e2。 (3)收端的 Q Q2與 e不能正確同步就不可能正確分離 a1和 a2。所選擇的地址碼應(yīng)能提供足夠數(shù)量的自相關(guān)函數(shù)特性尖銳的碼序列，保證信號經(jīng)過地址碼解擴(kuò)后具有較高的信噪比。 （三） 沃爾什碼 沃爾什（ Walsh）碼是正交碼，經(jīng)常被用作碼分多址系統(tǒng)的地址碼。 上面的沃爾什碼的碼長是 4，只有 4 個地址碼，也就是系統(tǒng)的信道數(shù)不能超過 4 個。 所有的 WALSH 碼都可以通過這種方式來產(chǎn)生。所謂擴(kuò)頻通信 ,就是將要傳送的具有一定信號帶寬的信息數(shù)據(jù) ,用一個帶寬遠(yuǎn)大于信號帶寬的高速偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制 ,使原始數(shù)據(jù)信號的帶寬被擴(kuò)展 ,再經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出去。 作為擴(kuò)頻碼的偽隨機(jī)碼具有類似白噪聲的特性。 由于本設(shè)計(jì)只有 4 路信號，為簡便起見，選用 m 序列作為擴(kuò)頻碼的偽隨機(jī)碼。表 1給出了 n階本原特征多項(xiàng)式 )(xf 的具體形式， n 是移位寄存器級數(shù)，它的周期是 P= 12?n 。 5 表 1 m序列的本原特征多項(xiàng)式 n )(xf 2 [1,2] 3 [1,3] 4 [1,4] 5 [2,5] [2,3,4,5] [1,2,4,5] 6 [1,6] [1,2,5,6] [2,3,5,6] 7 [3,7] [1,2,3,7] [1,2,4,5,6] [2,3,4,7] [1,2,3,4,5,7] [2,4,6,7] [1,7] [1,3,6,7] [2,5,6,7] 8 [2,3,4,6] [3,5,6,8] [1,2,5,6,7,8] [1,3,5,8] [2,5,6,8] [1,5,6,8] [1,2,3,4,6,8] [1,6,7,8] 有了特征多項(xiàng)式，可以用硬件電路來實(shí)現(xiàn)一個 m 序列。途中第二、三級移位寄存器的輸出 2Q 和 3Q 經(jīng)模 2 加電路后反饋到第一級移位寄存器的輸入 1D 端，構(gòu)成反饋電路。 1110010就是一個周期是 7的 m序列。 2. 解調(diào)器 :接收端將收到的 1路信號首先進(jìn)行串并變換 ,在取得同步的基礎(chǔ)上行 PN解擴(kuò)和Walsh 解調(diào) ,恢復(fù)出 4 路輸入信息。調(diào)制延時器中主要是 信息碼 延時器，Walsh 碼 調(diào)制器和 延時器， PN 碼 擴(kuò)頻器和 延時器 。PN擴(kuò)頻 3分頻 信息碼發(fā)生器 Walsh碼調(diào)制 PN碼擴(kuò)頻 基帶求和 Walsh碼發(fā)生器 串并轉(zhuǎn)換 Walsh碼解調(diào) amp。 MAX+plusⅡ 不但提供了編程語言（例如 VHDL）的設(shè)計(jì)方法，還提供了圖形設(shè)計(jì)方法（擴(kuò)展名為 .gdf的文件）。具體構(gòu)成依據(jù)表 1，例如，我們在這里?。?l,7］的互反多項(xiàng)式［ 6,7］作為 7 級 移位寄存器的特征多項(xiàng)式， PN碼時鐘為全局時鐘的 3分頻。 信息碼發(fā)生器 原理圖 參見附錄 C 圖 2。 3. 為同或指示器,即將輸出信號與原始信息碼作比較。 （三） CDMA 基帶收發(fā)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu) CDMA 基帶收發(fā)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 6 所示。 FPGA 的主要功能是實(shí)現(xiàn) 4 路信息信號的擴(kuò)頻、編碼調(diào)制 。它的出現(xiàn)不僅使數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)非常靈活 ,而且大大縮短了系統(tǒng)研制周期 ,縮小了數(shù)字電路系統(tǒng)的體積和所用芯片的種類。 ADC0809 是 CMOS 單片型逐 次逼近式 A／ D轉(zhuǎn)換器，它由 8 路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、 8 位開關(guān)樹型 D／ A轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器、三態(tài)輸出鎖存器等其它一些電路組成。此地址經(jīng)譯碼選通 8 路模擬輸入之一到比較器。當(dāng) OE輸入高電平時，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。為了消除它帶來的影響，在編碼端，用時鐘的上升沿觸發(fā)，在解碼端用下降沿觸發(fā)。硬件本身的時延比較小容易解決，但是串并變換時的時延是大于 1個 周期的，因?yàn)樵诓⒋儞Q中必須等到 3路信號的串序碼全部到來時才能完成串并變換。 六、 調(diào)試 軟件與硬件部分的設(shè)計(jì)完成以后，我開始進(jìn)行調(diào)試。 七、 結(jié)束語 CDMA(碼分多址接入技術(shù) )為第三代移動通信技術(shù)的主流技術(shù)。 伴隨這篇畢業(yè)論文的收筆，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)也近尾聲了。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，畢業(yè)論文的寫作對于我來說都是第一次，我從其中學(xué)到了很多，這個過程就是一個學(xué)習(xí)的過程。還要感謝幫助過我的同學(xué)，沒有他們的幫助我也不能如此順利地完成設(shè)計(jì)。 輸入 amp。 輸入 amp。 CHANGE1：并串轉(zhuǎn)換。 （ 4） PLUSNOISE 為調(diào)制后的四路信號加入干擾信號。 3. 控制時鐘：全局時鐘。 use 。 K : in STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 1)。 WR : OUT STD_LOGIC。 end A_TO_D。139。139。 CASE(STEP) IS WHEN 0= WR=39。139。 WHEN 1= WR=39。CS0809 = 39。 。POUT =AD。 WHEN 3= WR=39。139。 END PROCESS。 6. 控制時鐘：信息碼時鐘（ 96分頻） 。 entity syn_clk is port(clr,clk:in bit。 begin process(clk,clr) begin if clr=39。 elsif(clk39。139。 end dec。 library ieee。 clr : in bit。 begin process( clk,clr ) begin if clk39。139。count = 00。count = count+1。 end if。 1. CDMA 基帶收發(fā)系統(tǒng) —— 調(diào)制部分（ modulator）。 use 。 end decimator3。event and clk=39。then re_clk=39。 re_clk = not re_clk。 end if。 end dec。 library ieee。 clk8:out bit)。 begin IF (clk39。139。 elsif count=11 then count:=00。 end if。 library ieee。 clk32:out bit)。 begin IF (clk39。139。 elsif count=1111 then count:=0000。 end if。 仿真波行如下： 圖 4 32分頻產(chǎn)生 程序仿真波行圖 1. CDMA 基帶收發(fā)系統(tǒng) —— 調(diào)制部分（ modulator）。 use 。 min:in bit_vector(3 downto 0)。 20 begin process(clk) begin if clr=39。event and clk=39。 end if。 仿真波行如下： 圖 5 信息碼延時程序仿真波行圖 1. CDMA 基帶收發(fā)系統(tǒng) —— 調(diào)制部分（ modulator）。 use 。 min:in bit_vector(3 downto 0)。 begin process(clk) begin if clr=39。event and clk=39。 end if。 仿真波行如下： 圖 6 信息碼延時程序仿真波行圖 1. CDMA 基帶收發(fā)系統(tǒng) —— 調(diào)制部分（ modulator）。 use 。 pnin:in bit。 begin process(clk) begin if clr=39。tempwal2=39。139。 end if。 1. CDMA 基帶收發(fā)系統(tǒng) —— 調(diào)制部分（ modulator）。 use 。 walin:in bit_vector(3 downto 0)。 begin process(clk) begin if clr=39。 else if (clk39。tempwal2=tempwal1。 end process。 3. 控制時鐘： PN碼時鐘（ 3 分頻） 。 entity delaymwal_clk is port(clk:in bit。 end delaymwal_clk。 then tempwal1=39。 23 else if (clk39。tempwal2=tempwal1。 end process。 3. 控制時鐘：全局時鐘。 entity plus is port(clk:in bit。 end plus。 elsif (clk39。 elsif mess=0001 then code=001。 elsif mess=0011 then code=010。 elsif mess=1010 then code=010。 elsif mess=1110 then code=011。 24 end if。 2. 程序功能：并串轉(zhuǎn)換。 use 。 scode:out bit)。event and clk=39。 and temp=00) then if count=10 then count:=00。 if count=01 then scode=pcode(2)。 else if temp=10 then temp:=