基于高性能DSP的软件无线电平台设计

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1、万方数据DSP开发与应用中文核心期刊‘微计算机信息>(嵌入式与SOC)2007年第23卷第1-2期文章编号：1008-0570(2007)0l—．2—0198—略基于高性能DSP的软件无线电平台设计SoftwareRadioPlatformDesignBasedonHigh—PerformanceDSP(清华大学)魏峥周春晖赵明WEIZHENGZHOUCHUNHUIZHAOMING摘要：本文介绍了一种通用的软件无线电平台，该平台以高性能DSP为数据处理核心，利用高速串行接口进行数据调度，结合外围的FPGA和高速AID、D／A。可应用于多种制式的无

2、线通信系统。在具体讨论平台的整体结构设计和平台数据调度方案的基础上．本文给出了在该平台上实现一个直接序列扩频通信系统的应用实例。关键词：软件无线电；直接序列扩m；TigerSHARC201；DSP中图分类号：TN914．42文献标识码：AAbstract：Inthispaper，agenera]softwareradioplatformiSintroduced，whichUSeShish—performanceDSPsasitsbasicunitfordataprocessing，andhish一8peedserialinterfacesford

3、atacommunication．TherearealsooneFPGAandseveralhigh—speedAIDandD／Aintegratedonitasperipherals．Thisplatformcanbedesignedtomeettherequirementsofvariouskindsofwirelesscommunicati∞systems．WefirstdiSCusSthestructuredesignandon—boarddatacommunicationschemeofthisplatform，andthenimple

4、mentadi—feetsequencespreadspectrum(DSSS)systemonitasanexampletOshowitscompetency．Keywords：soRwareradio，mrectsequencespreadspectrum,TigerSHARC201'DSP1概述随着微电子技术的快速发展，可编程芯片的处理能力也在不断加强．尤其是DSP芯片正在朝着高速，多指令并行执行的方向发展。DSP处理能力的增强，使得原来运算量很大的算法可以用软件的方式快速实现。由于软件处理的灵活性，这给整体的无线电体系结构带来了深刻的变化

5、。软件无线电是指一种基于可编程的，具有一定灵活性的高速信号处理平台。处理平台上的设备都可以进行重新配置，将通用化、模块化、标准化的算法单元用软件方式实现，根据系统的实际需要．在软件中添加各种不同算法，可以完成特定的功能，因而可以跨越多种通信标准。当需要从一种标准切换至另一种标准时。处理器能够动态的在软件的主要部分切换。2系统结构设计本平台主要针对宽带无线数字通信系统物理层的中频和基带单元的数字信号处理，如图1所示，平台上有两个DSP(A．DI，TigersHARC201)，一个FPGA(XilinxXC2S300E)和一个CPLD(XilinxX

6、CR3256XL208)。依据信号处理各模块的运算特点。以及器件特点，我们将不同的模块选择在不同的器件中完成。m设置灵活，但是主频很难做高，通常低于120MHz，适合于处理可并行计算的模块；而DSP主频很高，主要以串行方式执行指令，且DSP支持C语言，所以便于处理通信协议。基于以上特点．FPGA适合处理发送端数据以及数字上变频(DUC)；在接收端适合处理数字下变频(DDC)，匹配滤波器，定时同步等其它基带处理模块。DSP适合定时同步，信道估计，FFII变换，解交织，译码等其它基带处理模块，以及通信协议处魏睁：硕士研究生基金项目：国家自然科学基金项

7、目资助(90加4001)理。而CPLD由于其器件特性限制，一般用作主控模块或主控指令翻译器。现代宽带无线数字通信系统要尽量使用数字信号处理方法来增加可靠性，因此要使用宽带A／D和D／A，但是由于器件性能局限，我们一般情况下选择在中频处使用A／D，D／A。本平台A／D使用12bit的AD9235，最高采样率为65MSPS，如果中频低于65MHz．我们可直接对中频信号进行采样，如果中频频率较高。可以采用带通采样的方法。D／A使用14bit的AD9857，200MSPS，实现中频输出。数据发送定时同步．信道估计MDUCDDC’FF嗽，解交织，CPLD匹

8、配滤波译码等基带处理Cxc932定时同费以及通信协议处垂s6xIx曲信_j酋估计等DSPA主控盯t口rm6Rc蛰自指令D／A*基带处理T