CDMA基带系统设计.doc

1、题目： CDMA基带通信系统设计 一、 基本任务及要求：CDMA即码分多址接入技术，具有很强的抗干扰能力，以CDMA技术构成的移动通信系统具有很高的系统容量。国际电信联盟（ITU）组织所推荐的三种第3代移动通信系统标准无一例外的都使用了CDMA技术。基带系统的设计是实际移动通信系统构建的基础，设计的结果以可编程的方式予以实现，这里选用的是高级电路设计语言HDL。 基本任务：1.熟悉并掌握CDMA的基本原理及核心技术； 2.搭建基带收发系统的整体概念性框图、内部结构图；3.设计使用的扩频调制器和解调器，实现伪码发生器； 4.硬件实现，以可编程语言VHDL编写结构图中的各个部件，及硬件系统的外围电

2、路，写入FPGA中形成基带传输系统；5.对搭建的基带系统进行测试。基本要求：掌握移动通信基本原理，基带系统结构；熟悉VHDL语言及硬件实现。二、 进度安排及完成时间：第1周第2周：给学生下达任务, 确定课题的相关知识，资料查询。 第3周第4周： 翻译英文文献，课题调研，准备开题报告。学生充分理解课题的内容和要求，按要求绘出基带系统框图及各个部件结构、功能。 第5周第7周：对各个部件功能分别实现，编写VHDL程序并调试正确。第8周第14周：提交设计结果。学生根据指导教师的意见修改程序源代码。第15周第16周：完成毕业设计论文，进行答辩。 目 录摘要1ABSTRACT2前 言3第1章 绪论41.1

3、CDMA的发展历史41.2CDMA的发展现状及意义5第2章CDMA通信系统原理72.1 CDMA基本原理72.2 码分多址基本概念82.3 沃尔什码102.4 PN码11第3章 CDMA实验系统的总体实现133.1 基带收发系统框图133.2 码发生器133.2.1 Walsh码发生器133.2.2 PN码、信息码发生器133.3 调制与解调143.4 系统模块153.4.1 CDMA基带收发系统顶层图153.4.2 调制器（modulator）设计图163.4.3 码发生器（creator）设计图173.4.4 调制及延时（modulate_delay）电路设计图18第4章 编程实现通信实验

4、系统204. 1 VHDL的优点204. 2 VHDL语言的描述方式214.3 具体模块设计214.3.1 层次结构图214.3.2 Pn_gen.gdf224.3.3 mess_gen.gdf224.3.4 pn_modulator.gdf224.3.5 wal_modulator.gdf234.3.6 Ng-sel.gdf234.3.7 plusnoise.gdf244.3.8 comparator.gdf244.3.9 pn_wal_dem.gdf254.4 系统实验与验证254.4.1 实验流程254.4.2 实验验证264.4.3 实验结果分析274.5主要程序284.5.1 调制部

5、分284.5.2 解调部分354.5.3 外围部分37小 结41参考文献42致 谢43附录A44附录B45ICDMA基带通信系统设计摘要：CDMA码分多址(Code Division Multiple Access)，是为现代移动通信网所要求的大容量、高质量、综合业务、软切换、国际漫游等要求而设计的一种多址技术。CDMA基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽的信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。本文给出了

6、CDMA数字基带收发系统的设计方案。并以Altera MAX+P1usII 为硬件开发平台，使用硬件电路设计语言VHDL语言，利用FPGA 实现了信息信号的扩频、编码调制和解扩、解调，验证了初始方案的可行性。关键词:CDMA;VHDL;FPGA;基带系统CDMA Baseband System Design Abstract：CDMA (Code Division Multiple Access), for the modern mobile communication network required large-capacity, high-quality, integrated serv

7、ices, soft switching, international roaming requirements and the design of a multi-site technology. Based on the spread-spectrum CDMA technology, will soon take delivery of a certain signal bandwidth of the information, bandwidth than with a signal bandwidth of high-speed pseudo-random code modulati

8、on, so that the original data signal bandwidth to be expanded via carrier modulation and send out. Receiver using exactly the same pseudo-random code, and receiving the signal bandwidth for the relevant treatment, put broadband signal replaced by the former Information Data Solutions narrowband sign

9、al that the expansion of information and communications to achieve. This paper presents the CDMA digital base-band transceiver system design. And Altera MAX+P1usII for hardware development platform hardware circuit design using VHDL language, the use of information FPGA signal spread spectrum, Coded

10、 Modulation settlement expansion, demodulation, the initial test of the feasibility of the program.Keywords:CDMA;VHDL;FPGA;Baseband System前 言CDMA(Code Division Multiple Access)即码分多址接入技术，具有很强的抗干扰能力(信号隐蔽，抑制窄带干扰等)和保密性，改变地址比较灵活。扩频通信技术在军用通信中已有半个多世纪的历史。1993年TIA批准CDMA为扩频率数字蜂窝系统标准以来，CDMA技术在国外得到迅速发展，已呈后来居上之势

11、。尤其在GSM的大本营欧洲，ETSI(欧洲电信标准委员会)审议G3(第三代移动通信)标准，无论采用Nokia、Ericsson还是Motorola、Siemens原型，都将采用CDMA作为空中接口标准，这也进一步确立了CDMA为商业移动通信网的主流方向。在美国10大蜂窝公司中有7家选用CDMA。在亚洲，CDMA技术商业化趋势更强，1995年，韩国LGIC公司推出世界上首批商用CDMA交换系统。1995年9月，世界上第一个商用CDMA移动网在香港地区开通，1996年在韩国汉城附近开通世界上最大的商用的CDMA网，新加坡的CDMA个人通信网于1997年开通，这也是亚洲第一个CDMA个人通信网。CD

12、MA正在成为一项全球性的无线通信技术。近年来，随着计算机硬件性能的不断提升和计算机软件技术的飞速发展，利用计算机进行实验系统仿真成为一种国际潮流。国内也逐步开始了这一方面的工作，并正取得积极的成果。用软件来对实验系统进行仿真有以下几个优点：(1) 实验成本低,且实验器材的选择余地大。(2) 易于实现较为复杂的实验过程。(3) 实验所需时间较少,实验效率高。(4) 不必担心损坏实验设备,能轻松的进行边缘情况的实验。(5) 便于记录和分析实验过程和实验结果。了解现代通信技术的发展，掌握CDMA基本原理，熟悉CDMA系统的工作过程，这对于通信工程专业的学生来说是非常必要的，有助于更深入地将现代数字通

13、信理论知识与工程实际结合起来。 扩频通信技术、码分多址技术和同步技术是CDMA的关键技术，本设计旨在通过设计完成CDMA数字基带收发实验的系统，加深对CDMA的扩频通信技术和码分多址技术的理解，加深对CDMA系统的理解。第章 绪论1.1 CDMA的发展历史移动通信的发展和应用从20世纪初到目前，从技术上可分为三代。第一代移动通信系统:70年代中期至80年代中期这段时期，移动通信系统是以频分多址(FDMA)和模拟调制份娜为代表的模拟系统，如美国的AMPS，北欧四国的NMT等模拟蜂窝网。第二代移动通信系统:80年代初至90年代初期这段时期，移动通信系统以数字时分多址(TDMA)和数字调制技术、语音

14、编码技术为代表的GSM数字蜂窝系统。它克服了第一代模拟移动通信系统存在的频谱利用率低、语音质量不高、缺少必要的通信安全功能及提供的业务受到限制等缺点。第三代移动通信系统:90年代初，随着数字信号处理理论的发展和超大规模集成技术的应用，通过理论分析和现场实验，普遍认为码分多址(CDMA)在移动通信环境下，在获得大容量和高质量方面是一种具有竟争性的体制。各国把注意力瞄准到第三代移动通信系统上。第三代移动通信按目前通行的概念是宽带多媒体蜂窝系统。它主要是使用频率利用率高的体制，能提供高质量宽带多媒体综合业务，并能实现全球覆盖。目前，移动通信经过数十年的发展，其应用领域迅速扩大，性能越来越高。鉴于第三

15、代移动通信仍需一个强大的移动“核心网”，其功能是否会被在不断发展的有线智能网取代，这就是有人正在研究的“第四代”问题了，第四代移动通信的技术特征就是网络性的了.。近两年的时间，整个CDMA不管从系统还是手机制造行业，在中国都取得了很快的发展，大家都可能记得去年这个时候，大家谈论的都是CDMA手机短缺或者价格高的因素。但是2005年截止6月17号，通过中国信息产业部已有109款手机，其中近80款是05年推出的。另外进年来我们也不断看到有中国企业自主研发、生产的CDMA手机的面试。从一个新技术的推出到新产品的推出需要一定的时间，产品的样片或者是样机出来到真正商用化也需要一定时间。回顾移动通信的发展

16、历史也充分证明了这点。早在2000年的时候，有人就说WCDMA在2001年就能够推出。但是WCDMA直到2005年才逐步成熟，开始进入大规模商用。所以说LTE或者是WiMax现在已经可以商用还是过于乐观，还是需几年时间的发展的。第一，OFDMA技术在频谱利用率上并不比现在的CDMA技术有更高的提高，只是在使用更宽的频谱上有一些容易实现的地方，所以它对频谱的利用率转换成用户的使用成本并不会带来任何的优势。第二，4G面临着一些挑战，如频段的分配、手机丰富程度以及其它的一些问题。在推出任何新技术时，是都会遇到这些问题的。第三，非常重要的是OFDMA所带来的带宽，用什么样的商业形式体现出来，它最后的商

17、业模式是什么。这在目前还没有一个很清楚的看法。这也是要花相当长的时间来探讨的。所以，实现OFDMA技术作为移动通信的手段或者说实现商用4G移动通信技术，还有一个相当长的过程。因此，跳过3G技术而直接进入到4G技术是不现实的。过去一年多的时间里，广大的终端设备厂家合作，在市场里也有了一个比较好的发展，对CDMA产业在中国乃至全世界的发展都有重要的影响。我们大家通常会讲到CDMA在韩国产业链的重要性以及对出口的影响，所以我们也是真心希望，广大中国设备生产厂家和终端生产厂家能够继续投入研发，把中国的这些产品带入世界市场。我们在过去相当长的时间里，中国的厂商都在寻找各种出口的机会，而且也看到很多CDM

18、A的系统设备和终端设备开始有了出口的机会，中国CDMA的系统，在全世界25个国家已经开始有了应用。从这一点来讲，CDMA产业的发展无论在中国还是世界都有非常重要的意义。为获得成功，中国运营商应该多借鉴海外的经验并与中国国情相结合，引入竞争，不断创新，做好3G。中国CDMA的前景是非常光明的，其市场将会随着全球CDMA的飞速发展而获得很大成功。1.2 CDMA的发展现状及意义自从有了人类的活动以来，就伴随着产生了通信。随着科学技术的发展及人们生活水平的提高，人们对通信的要求也越来越高，即个人通信业务任何人在任何时间和任何地点都可以接入通信网且通过通信网用任何信息媒体及时地与任何人通信。移动通信以

19、其特有的灵活，便捷的优点符合了现代社会人们对通信技术的要求，成为20世纪90年代中期以来发展最为迅速的通信方式，移动通信技术经历了从模拟调制到数字调制的发展。第一代采用频分多址(FDMA)模拟调制方式，其主要代表有美国的AMPS，英国的TACS，北欧的NMT等，这种系统的主要缺点是频谱利用率低，信令干扰话音业务。第二代蜂窝系统采用时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)的数字调制方式，提高了系统容量并采用独立信道传送信令，使系统性能大为改善。TDMA的两个典型代表是北美的IS54系统和欧洲的GSM系统。TDMA方式的主要缺点是：(1)系统容量仍不理想，(2)和FDMA方式一样，TDMA方式的

20、越区切换性能仍不完善。为了克服FDMA和TDMA两种多址方式的缺点，北美推出了IS- 95/CDMA数字移动通信系统。IS- 95/CDMA系统以其频率划分简单，系统容量大，频率复用系数高，抗多径能力强，通信质量好，软容量等特点显示出巨大的发展潜力，立即在全世界范围内掀起一股研究CDMA的热潮。随着社会进步及用户量的急剧增长，频率资源日益紧张，要求第三代移动通信系统IMT- 2000能提供更大的系统容量，更高的通信质量，并能提供2MBIT/S的数据业务以满足人们对多媒体通信的要求，并适应个人化的发展方向。第三代数字蜂窝移动通信系统的两大主要候选方案是北美的CDMA2000系统和欧洲的WCDMA

21、系统，二者都是建立在CDMA技术基础上，CDMA己被广泛接受为第三代移动通信系统的重要技术。因此本论文想通过一简单的CDMA数字基带收发系统实现来介绍一下CDMA通信的原理。CDMA码分多址的英文简称，它曾经是一种非常先进的军事移动通信技术，现代的CDMA 网络也是一种全新技术的移动通信网络。CDMA(码分多址移动通信技术)，是当今世界高新技术课题，是未来移动通信的发展方向。近几年CDMA技术的研制在全球掀起热潮。CDMA技术具有频谱效率高，通信质量好，容量大，抗衰性强等优点，特别是在频率使用率、话音质量、传播特性、小区设计、覆盖面积等方面都有很大的优越性，成为国际上公认的数字蜂窝移动通信发展

22、方向。据了解CDMA的发射功率只有现在的GSM手机的十分之一，是真正的绿色环保手机。CDMA容量大，网络堵塞率低，接通率高，很少出现掉线的现象，CDMA的通话质量很高，可以与固定电话媲美，即使背景噪声较大时，通话者也能得到较好的通话质量。同时，CDMA的手机的芯片很小，因而手机的外形变得十分小巧。CDMA还有一个十分显著的优点，手机的电量消耗极小，手机电池的使用寿命得以延长。这说明，CDMA手机拥有了GSM手机无法比拟的优势，不仅将GSM手机的诸多烦恼解决了，还打破了传统GSM手机主要用于通话的局限，实现了能够快速传输数据，实现时刻在线，用户可以无线访问视频，互联网广播和无线广播等功能。据统计

23、，在未来的几年里，由于对图片和声音等新的信息功能需求的不断扩大，手机的更换率会增加到20%- 80%，更换成CDMA手机的可能性更高，相对于GSM手机CDMA手机市场将会是一个迅速膨胀的市场。第章CDMA通信系统原理码分多址(CDMA)采用扩频技术，携带信息的扩频信号的主要特征是它们的频带宽度W比信息速率R大得多，扩频信号含有大量的频带冗余是用于克服在天线信道传输中遭到的干扰电平。此技术最初仅在抗干扰和保密性等方面受到人们的注意而被用于军事，卫星通信，面对全世界范围内日益增加的对移动和便携通信的要求，对给定无线频谱位置，扩频数字技术达到了高得多的频带效率。因而，与模拟及其它数字技术相比，可提供

24、多得多的多址接入用户数。与其以前在军事应用中一样，使用类似噪声的波形，扩频无线网络达到有效的应用，使大量同样功能得以实现。其中最主要的是统一的频率复用（事实上所有用户，不管是在近邻，在一个城市内，甚至同一国家都占用一个频率位置）。在增加频谱使用效率的同时，它也省去了在相邻用户或小区间安排不同频率的麻烦。在终端用了类似噪声的宽带（扩展的）信号波形，达到统一的频率复用后，很多其它多址接入系统的主要特征都可以实现。这里最主要的是快速精确的功率控制，通过保持每个终端在低电平下的发射功率以减小对其它用户终端的干扰，来保证高质量的传输，同时克服了远近效应问题，另一个是用了RAKE接收机来减轻传播衰落的影响

25、，它将多径分量有效合并，而不是如窄带传输时破坏性的合并。第三个主要优点是多小区基站间的软切换，它改进了小区边界处的性能并防止被小区丢掉。为了更好地了解码分多址技术，在对码分多址技术进行深入探讨之前先介绍一下多址通信的概念。2.1 CDMA基本原理根据信息论的香农（Shannon）定理： C=Wlog(1+S/N) (2.1)其中C为信道容量，W为信号带宽(单位为Hz)，S/N为信噪比。信道容量与带宽成正比，而在一定信道容量下，如果带宽W扩充到一定程度，那么就能在较S/N要求下得到很高的传输质量。这一点的应用就是采用伪随机码(PN)的扩频编码调制，把原数据信号变换成类似于白噪声的随机信号。CDM

26、A技术基于扩频通信的基本原理，将要传送的具有一定信号带宽的信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机编码信号去调制它，使原信息数据信号的带宽被大大扩频，再经载波调制后发射出去。接收端则使用完全相同的伪随机码，与接收的宽带信号作相关处理，把宽带信号变换成原信息数据的窄带信号(解扩)实现数据通信。这种扩频通信的明显特点是采用编码调制、频谱扩展和相关处理技术。使用扩频编码调制易于保密也可供多用户使用。另外，对信息数据的频谱扩展，使功率谱密度明显降低，即不容易被别人发现又不容易干扰别人。CDMA通信多址干扰的大小决定于扩频编码间的互相关值，如果该值非常小乃至可以忽略，那么接收解调输出结果就只有原数

27、据信号和噪声。所以CDMA可在同一载波频率上同时传送多个用户的信息、数据，实现多址通信。编码之间的互相关值越小，多址干扰就越小，多址通信用户数就越多。在香农信息论中，系统理论上最大容量的最终逼近实现技术之一就是：高斯白噪声信道最利于传输的信号是高斯白噪声信号。而采用伪随机码(PN)的扩频编码调制技术把原数据信号变换成类似于白噪声随机信号的CDMA无线通信技术，使这种理论的实现成为现实。2.2 码分多址基本概念 在CDMA 中还有一个很重要的技术就是码分多址。码分多址与频分多址和时分多址不同，被分割的参量不是频率或时间，而是信号的波形，即码的结构。这时复用的各个信号，从频谱或时间上看就不再是互不

28、重叠的。码分是利用各路信号的正交性。基本方法是，在发送端先将多路信号分别由一组正交码进行某种调制或变换，使各路信号成为某种正交信号组，然后混合传输。接收端产生一组与发端同步的正交码，并将收到的信号与正交码组中的每个码分别作点积。根据两个矢量相同信号的点积为 1，两个矢量正交信号的点积为零，就可以利用复合信号中所含各信号的正交性，通过求点积来从复合信号中分离出各路信号。例如有数字信号、，经正交码组 (1,1)、 (1,-1)变换后得到正交信号组、，复合信号为=+。接收端用正交码组、与作点积运算，就可分离出、 (见图2. 1)。从图2.2-1中可以看出：(1) 和的码元速率与、相同，所以码分多址信

29、号的频谱远大于原发送数字信号和的频谱。(2) 复合信号中的各路信号在频谱和时间上都是重叠的。(3) 收端的、与不能正确同步就不可能正确分离和。(4) 要实现码分多路复用，就必须有足够多的正交码，即地址码数目要足够多。上例只有两个地址码，所以只能实现两路复用。 +1 1 1 0 1 0 1 1-1+1 1 1 1 0 1 0 0-1+1 11 11 11 11 11 11 -1+1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 -1+1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 -1+1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 -1 +2-2+1 1 1 0 1 0 1 1 （相乘后分别对每个码元取

30、平均值） -1 +1 1 1 1 0 1 0 （相乘后分别对每个码元取平均值） -1图2.1 码分多址示意图在上述相乘和相加运算中，数字信号0均用-1代替2.3 沃尔什码沃尔什（Walsh）码是正交码，经常被用作码分多址系统的地址玛。例如 (2.2)就是一组码长为4的沃尔什码。所谓正交性是指 (2.3) 上式说明这个码字内的4个码只有本身相乘叠加后归一化值是1，任意两个不同的码相乘叠加后的值都是0，即互相关值为零。对于其他长度的沃尔什码也是这样。上面的沃尔什码的码长是4，只有4个地址码，也就是系统的信道数不能超过4个。当用信道数更多时，必须产生码长更长的沃尔什码。沃尔什码的生成比较简单，可以通

31、过哈德玛(HADAMARD)矩阵来生成。下面我们先看一下上面的码长为4的沃尔什码，把它写成矩阵的形式是 (2.4)其中矩阵是取反（元素1变成-1，-1变成1），矩阵是 (2.5)其中矩阵是取反，矩阵是1。所有的WALSH码都可以通过这种方式来产生。从而得到码长为2n的WALSH码 (2.6)其中n为大于1的正整数。2.4 PN码作为扩频码的伪随机码具有类似白噪声的特性。因为真正的随机信号和噪声是不能重复再现和产生的，我们只能产生一种周期性的脉冲信号来近似随机噪声的性能，故称之为伪随机码或PN码。用于扩频通信系统的伪随机码常用的共有2种，m序列优选对和Gold序列。m序列优选对产生方便，但是数量

32、较少，Gold码序列则可以有较多的数量。由于本实验只有4路信号，为简便起见，选用m序列作为扩频码的伪随机码。m序列具有与随机噪声类似的尖锐自相关特性，但它不是真正随机的，而是按一定规律周期性的变化。由于m序列容易产生、规律性强等许多优良的特性，在扩频通信和码分多址系统中最早获得广泛的应用，以下介绍m序列伪随机码的产生和电路实现。m序列是最长线性移位寄存器的简称，它的生成可用移位寄存器的本原特征多项式f(x)来确定，一个本原特征多项式对应一个最大长度序列，也就是对应一个m序列。表2.1给出了n阶本原特征多项式f(x)的具体形式，n是移位寄存器级数，它的周期是。例如，当n=5时，表中给出了2，5，

33、2，3，4，5，1，2，4，5，其中2，5的多项式为 (2.7)2，3，4，5的多项式为 (2.8)1，2，4，5的多项式为 (2.9)必须指出本原多项式的互反多项式还是本原的。一个n阶的互反多项式为 (2.10)例如，多项式是原本的，则互反多项式为 (2.11)也是原本的。表2.1 m序列的原本特征多项式Nf(x)21,231,341,452,52,3,4,51,2,4,561,61,2,5,62,3,5,673,71,2,3,71,2,4,5,6,72,3,4,71,2,3,4,5,72,4,6,71,71,3,6,72,5,6,782,3,4,63,5,6,81,2,5,6,7,81,3

34、,5,82,5,6,81,5,6,81,2,3,4,6,81,6,7,8有了特征多项式,可以用硬件电路来实现一个m序列。下图是一最简单的三级移位寄存器构成的m序列发生器。例如取阶数n=3，对应的特征多项式1,3的互反多项式是2,3，即。该移位寄存器是D触发器，在时钟脉冲CP上升沿到来时，输出Q等于输入D。途中第二、三级移位寄存器的输出和经模2加电路后反馈到第一级移位寄存器的输入端，构成反馈电路。当初始状态为 111 时(其他初始状态也是如此)，在时钟脉冲的控制下，各输出端的输出数据如图2.2所示，得到输出周期为的码序列1110010。在输出一个周期的序列后，又回到 111 状态。在时钟的控制下

35、，输出序列作周期性的重复。1110010就是一个周期是7的m序列。 模2加法器 1 1 1 0 1 1 CP CP CP 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0时钟脉冲 1 1 1图2.2 三级移位寄存器构成的m序列发生器第章 CDMA实验系统的总体实现3.1 基带收发系统框图本收发系统主要由调制器和解调器两部分组成。它们完成的功能如下：调制器：内嵌于编码器中的信息信号发生器产生的4路输入信号，经 Walsh调制、PN扩频、基带求和与并串变换成为1路信号，完成调制。解调器：接收端将收到的1路信号首先进行串并变换，在取得同步的基础上进行PN解扩和WALSH解调，恢复出4路输入

36、信息。具体结构参见整体概念性框图 (见附录A)。3.2 码发生器3.2.1 Walsh码发生器本系统采用的 Walsh 码组为：W1=1，1，1，1； W2=1，-1，1，-1；W3=1，1，-1，-1； W4=1, -1, -1，1；考虑到是数字基带系统，所以采用下列Walsh码：W1=1，1，1，1； W2=1, 0，1，0；W3=1，1，0，0； W4=1, 0, 0，1；该发生器利用Max+plusII编程实现较简单，在Walsh码时钟(全局时钟的24 分频)的控制下，每出现一次时钟跳变事件(clkevent)，输出端以4为周期依次输出1111,1010,1100和1001的码序列。3

37、.2.2 PN码、信息码发生器用MAX+plusII设计实现周期为127的PN序列。Max+plus II不但提供了编程语言(例如 VHDL)的设计方法，还提供了图形设计方法(扩展名为.gdf 的文件)。一个图形文件由若干符号(symbol)组成，这些符号既可以是系统提供的，也可以是通过编程语言设计生成的。图3.2是该软件所提供的D触发器，可以在菜单“symbol”下的“max2libprim”中找到。实验中利用到7个这样的触发器相互级联实现周期为127的PN序列。D触发器的功能见表3.1。信息码的产生则只需在信息码时钟mess_clk的控制下，从同样的级联中引出4路信号作为信息码，信息码时钟

38、为全局时钟的96分频。 表3.1 D触发器功能表 输入输出PRNCLRNCLKDQ低高XX高高低XX低低低XX非法高高上升沿低低高高上升沿高高高高低X保持高高高X保持注：X表示高电平或低电平 图3.2 D触发器符号3.3 调制与解调(1) Walsh 码调制与扩频 在数字基带系统中，Walsh 码调制可以简单的用同或门来实现，即如表3.2 所示。表3.2 Walsh码调制规则信息码 0 1Walsh码 0 1 01 调制输出1 0 0 1而 PN 扩频则可通过简单的异或门实现。(2) Walsh码解调与解扩由前面的叙述可知，PN解扩只需在接收端加一异或门。下面着重说一下 Walsh 码解调的方

39、法相关检测。路数信息码Walsh码Walsh编码解码信息输出码1 11111111101012 01010010110003 11100110001014 0100101100100相关检测原理举例解释如表3.3所列。表3.3 相关检测原理举例相关检测规则列于表3.4。表3.4 相关检测规则Walsh码 1 0接收信息000 001010011100000 001010011100算法结果-4-20 2 4 4 2 0-2-4以第1路为例，walsh 码序列为1111，接收信息为010，100，010，010，算法结果为0，4，0，0，相加除4得(0+4+0+0)/4=1，恢复原信息码。又例如

40、第2路，walsh 码序列为1010，接收信息为010，100，010，010，算法结果为0，-4，0，0，相加除4得(0-4+0+0)/4=-1，考虑到是数字基带系统，所以恢复原信息码为 0。3.4 系统模块3.4.1 CDMA基带收发系统顶层图 图3.3 CDMA基带收发系统设计图说明：(1) modulator为调制器；(2) demodulator为解调器；(3) comparator为比较器，完成原信息与解调信息的比较。输入&输出:G_CLK 全局时钟 SELN1.0 误码率选择开关SELA1.0 地址选择开关CLR 清零信号EN 使能信号PN 伪随机噪声MESS3.0 原始信息；RESULT3.0 指示器输出RE_MESS3.0 解调信息NOISE3.0 噪声信号3.4.2 调制器（modulator）设计图 图3.4 调制器（modulator）设计图说明：(1) CREATOR 为码发生器；(2) NG-SEL 为噪声产生选择器，产生 3 种噪并根据输入的选择信号(地址选择信号SELA 和噪声选择信号)选择输出四路噪声信号；(3) MODULATE_DELAY 为信号调制，噪声引入和相应信号延时(供解 调器用)器件，是调制器的核心部件。(4) SCODE为最终输出串行结果。输入&输出: G_CLK 全局时钟CLR 清零信号SELN1.0