TD-LTE綜合測試儀表關(guān)鍵模塊的研究與實(shí)現(xiàn)

摘 要： 在對OFDM調(diào)制以及FPGA、DSP、中頻接口進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，提出了一種TD-LTE系統(tǒng)中下行鏈路基帶信號發(fā)送的實(shí)現(xiàn)方案，在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和硬件資源上進(jìn)行了優(yōu)化。在實(shí)際的硬件環(huán)境下，通過大量測試，驗(yàn)證了該方案的可行性和有效性。
關(guān)鍵詞： TD-LTE；基帶信號發(fā)送；OFDM調(diào)制；FPGA

正交頻分復(fù)用技術(shù)[1]（OFDM）由于頻譜利用率高、易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代無線通信領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在TD-LTE中，下行鏈路采用的就是OFDM技術(shù)。
TD-LTE物理下行鏈路需要進(jìn)行一系列的算法操作，其中IFFT變換是必不可少的。由于做FFT和IFFT變換會占用較多的資源，從目前的硬件處理速度來看，不可能完全靠DSP完成這些算法，所以在設(shè)計(jì)中一般采用DSP＋FPGA的信號處理核心[2]。其中由DSP完成靈活多變和計(jì)算量不大的運(yùn)算，由FPGA完成快速和固定的較大計(jì)算量的運(yùn)算[3]，這樣就可以同時發(fā)揮DSP和FPGA的優(yōu)點(diǎn)。本文基于TD-LTE無線終端綜合測試儀表項(xiàng)目的開發(fā)，提出了使用FPGA實(shí)現(xiàn)基帶信號發(fā)送的方案，并進(jìn)行了相關(guān)的研究。
1 OFDM調(diào)制原理
TD-LTE系統(tǒng)采用OFDMA作為下行鏈路的多址方式，如圖1所示。

1.1 子載波映射
子載波映射形式有集中式(Localized)[3]和分布式(Distributed)兩種。下行鏈路使用的是集中式映射形式。


2 硬件實(shí)現(xiàn)與優(yōu)化方案
2.1 基帶信號發(fā)送模塊的硬件實(shí)現(xiàn)
基帶信號發(fā)送在基帶板中最關(guān)鍵的部分是做IFFT變換，在硬件實(shí)現(xiàn)過程中涉及到與DSP以及中頻、射頻的接口問題，所以圍繞IFFT變換，周圍還要增加一些必需的模塊。TD-LTE無線終端綜合測試儀表中基帶信號發(fā)送模塊的硬件實(shí)現(xiàn)如圖3所示。