本发明专利技术公开了一种基于FPGA平台运用TDM实现WCDMA同步系统，涉及移动通信领域中的数字信号处理技术。本系统包括现有的WCDMA目标终端（00）、WCDMA无线基站（40）；设置有TDM数据符号生成器（10）、导频能量计算器（20）、同步点位置比较器（30）和下行小区搜索器（50）；WCDMA目标终端（00）、TDM数据符号生成器（10）、导频能量计算器（20）和同步点位置比较器（30）依次连接；WCDMA无线基站（40）、下行小区搜索器（50）和导频能量计算器（20）依次连接。本发明专利技术具有下列优点和积极效果：①FPGA资源利用率高；②FPGA芯片成本降低；③FPGA芯片的面积变小。
【技术实现步骤摘要】
基于FPGA平台运用TDM实现WCDMA同步系统
本专利技术涉及移动通信领域中的数字信号处理技术，尤其涉及一种基于FPGA (现场可编程门阵列)平台运用TDM(时分复用)实现WCDMA (宽带码分多址技术)同步系统。
技术介绍
随着WCDMA终端越来越普及，WCDMA通信系统设备的小型化及其低成本化成为趋势，由于FPGA芯片的制造工艺不断提升，在功耗面积及其成本方面比传统的DSP(数字信号处理器)有着很大的优势，从而在现代高速数字信号处理领域FPGA有着很好的应用前景。由于在进行WCDMA无线信号同步过程中进行搜索运算需要偏移多次的滑动窗，每滑动一次计算一次滑动窗内解扰、接扩后的导频能量值，然后从多次滑动得到的导频能量值中取其中最大的值所对应的滑动偏移位置为最后同步点所在位置；如果采用传统的FPGA实现方法则偏移多少次滑动窗的位置则需要复制多少个FPGA中的硬件资源去进行对应的计算，由于实际中偏移值可能会取32或者64，则需要32或者64个重复的FPGA中的硬件资源去进行导频能量运算，因而传统实现方法对FPGA的资源消耗量特别大，进而使FPGA的成本面积及其功耗都有很大的开销，严重影响了 FPGA进行数字信号处理的效率。 可见用传统的FPGA方法去实现WCDMA同步系统局限性很大，在对FPGA的资源消耗上面有很大的劣势，使FPGA不利于进行同步搜索或者在运算中存在类似的同步搜索的应用场景，严重影响了 FPGA的应用范围，需要改进。
技术实现思路
本发的明目的就在于克服现有的在FPGA平台上实现WCDMA同步搜索过程中对FPGA的硬件资源消耗特别大的问题，提供了一种基于FPGA平台运用TDM实现WCDMA同步系统。 实现本专利技术目的技术方案是:根据3GPP标准WCDMA的码片速率是3.84Msps,假设实际需求上行导频信道同步点精确搜索的滑动偏移值为32，设定选定的FPGA平台为普通的CYCL0NE3类型芯片，速度等级为C8，本专利技术中采用的TDM设计方法首先将FPGA的CYCL0NE3芯片的时钟频率升到32X3.84MHz=122.88MHz，然后根据时钟频率为码片速率的32倍来运用TDM的方式利用FPGA多余的时钟资源达到用时间换空间的设计方法，从而使32次滑动偏移所需要32个FPGA导频能量计算所需要硬件资源合并到只需要I个FPGA导频能量计算所需要硬件资源，进而大大提升了 FPGA的资源利用率。 具体地说，本系统包括现有的WCDMA目标终端、WCDMA无线基站；设置有TDM数据符号生成器、导频能量计算器、同步点位置比较器和下行小区搜索器； WCDMA目标终端、TDM数据符号生成器、导频能量计算器和同步点位置比较器依次连接;WCDMA无线基站、下行小区搜索器和导频能量计算器依次连接； 所述的导频能量计算器包括依次交互的解扰模块、解扩模块、导频归一化模块、时隙内导频相加模块、求模平方运算模块和15个时隙模平方相加模块。 本专利技术具有下列优点和积极效果:①FPGA资源利用率高:通过TDM设计方法进行WCDMA上行同步点的搜索运算可以将FPGA的资源利用率提升32倍以上，如果FPGA芯片更好则资源利用率可以提升的更多；②FPGA芯片成本降低:FPGA芯片的成本是和其片内的资源成正比的，通过引入TDM的设计方法可以使FPGA消耗的资源大幅度降低，从而有效地控制芯片成本，提升产品的竞争力；③FPGA芯片的面积变小:FPGA消耗的资源降低最直接的变化是FPGA芯片的体积会变小很多，从而有利于设备的小型化。 【附图说明】 图1是本系统的结构方框图；图2是TDM数据符号生成器的结构方框图；图3是TDM数据符号生成器的信号时序图；图4是同步系统的工作流程图；图中:00—WCDMA目标终端；10—TDM数据符号生成器；11一地址产生器，12—选择器，13—寄存器，13-1—第I寄存器，13-2—第2寄存器，……13-N—第N寄存器，N为自然数，(64 ；20—导频能量计算器， 21 一解扰模块，22—解扩模块，23—导频归一化模块，24—时隙内导频相加模块，25—求模平方运算模块，26—15个时隙模平方相加模块；30—同步点位置比较器；40—W⑶MA无线基站；50—下行小区搜索器。 英译汉 l、FPGA:Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列； 2> WCDMA:ffideband Code Divis1n Multiple Access,宽带码分多址技术; 3、TDM:Timing-Divis1n Multiplexing,时分复用。 【具体实施方式】 以下结合附图和实施例详细说明。 一、系统1、总体如图1，本系统包括现有的WCDMA目标终端00、WCDMA无线基站40 ；设置有TDM数据符号生成器10、导频能量计算器20、同步点位置比较器30和下行小区搜索器50 ；WCDMA目标终端00、TDM数据符号生成器10、导频能量计算器20和同步点位置比较器30依次连接；WCDMA无线基站40、下行小区搜索器50和导频能量计算器20依次连接；2、功能部件 I) WCDMA目标终端00WCDMA目标终端00是基于国际3GPP标准的WCDMA制式的终端，是需要进行目标上行导频信道同步的终端。 2) TDM数据符号生成器10TDM数据符号生成器10是在基于CYCL0NE3系列的FPGA硬件平台上实现的，主要是用FPGA上面的LEs (逻辑单元)和Registers (寄存器)搭建起来的硬件电路。 具体地说，如图2，TDM数据符号生成器10由地址产生器11、选择器12和寄存器组13组成；其连接关系是:地址产生器11分别与选择器12和寄存器组13连接，选择器12和寄存器组13连接。 地址产生器11输出地址选择信号给选择器12，输入到TDM数据符号生成器10的输入信号data_in输出到寄存器组13，寄存器组13内的13_1、13_2、…、13-N的输出端口 Q和输入端口 D依次相连，寄存器组13内的13-1、13-2、…、13-N的输出端口 Q都输出到选择器12的输入口，data_in_en为data_in的使能信号输出到寄存器组13内的13-1、13-2、…、13-N以及地址产生器11的使能输入口，data_out为最终的TDM数据符号生成器10的输出结果。 TDM数据符号生成器10的设计时序图如图3所示，假设导频能量运算所需要的偏移数为N=4，为了用时间换空间的模式进行TDM方式去进行硬件资源的时分复用，将时钟速率设定为基带符号速率的4倍，图中clkl为经过4倍倍频的时钟，data_in为基带数据输入，data_in_en为基带数据输入的使能信号，因为后续的导频能量计算是按照一帧为一个单元进行的，相关窗偏移多少次就需要多少个导频能量计算器20进行导频能量计算，第一次是从xO开始取一帧进行计算，第二次则从Xl开始取一帧进行计算，依次类推，如果用传统方法进行FPGA实现则偏移多少次就需要多少个导频能量计算器20去进行计算，从而FPGA需要很多重复资源去进行数字信号处理，而TDM数据符号生成器10的目的是生成图3所示的da本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于FPGA平台运用TDM实现WCDMA同步系统，包括现有的WCDMA目标终端（00）、WCDMA无线基站（40）；其特征在于：设置有TDM数据符号生成器（10）、导频能量计算器（20）、同步点位置比较器（30）和下行小区搜索器（50）；WCDMA目标终端（00）、TDM数据符号生成器（10）、导频能量计算器（20）和同步点位置比较器（30）依次连接；WCDMA无线基站（40）、下行小区搜索器（50）和导频能量计算器（20）依次连接。
【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA平台运用TDM实现WCDMA同步系统，包括现有的WCDMA目标终端(OO).WCDMA 无线基站(40)； 其特征在于: 设置有TDM数据符号生成器(10)、导频能量计算器(20)、同步点位置比较器(30)和下行小区搜索器(50); WCDMA目标终端(00)、TDM数据符号生成器(10)、导频能量计算器(20)和同步点位置比较器(30)依次连接； WCDMA无线基站(40)、下行小区搜索器(50)和导频能量计算器(20)依次连接。2.按权利要求1所述的运用TDM实现WCDMA同步系统，其特征在于: 所述的TDM数据符号生成器(10)由地址产生器(11)、选择器(12)和寄存器组(13)组成； 地址产生器(11)分别与选择器(12)和寄存器组(13)连接，选择器(12)和寄存器组(13)连接。3.按权利要求1所述的运用TDM实现WCDMA同步系统，其特征在于: 所述的导频能量计算器(20)嵌入的模块包括依次交互的解扰模块(21)、解扩模块(22)、导频归一化模块(23)、时隙内导频相加模块(24)、求模平方运算模块(25)和15个时...
【专利技术属性】
技术研发人员：方绍，
申请(专利权)人：武汉虹旭信息技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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