宽带CDMA无线接入系统及基站设计

制指令、读取工作参数和状态等。主GBT可以单独对一片从GBT 进行操作，也可以同时对多片从GBT进行相同的操作。主GBT和从GBT程序存储在一片Flash RAM中，可以是写死的，也可以由主控制器通过串行控制总线下载新程序进行修改。三个基带模块的从GBT输出的基带扩频信号由数字合成器合成后再由3片 D/A变换后，分别送给3个射频模块。在数字合成器中，每路输入信号首先根据其信道速率乘以相应的功率系数，然后再进行线性相加。主GBT负责向射频模块 提供各种控制信号，并通过A/D检测射频模块送回来的直流指示信号。主GBT通过串行控制总线接受网管计算机的指令，并向网管计算机报告各种工作参数和状 态。数字合成器由FPGA3完成，ST-BUS接口转换电路由FPGA2完成，FPGA1、2、3均选用现场可编程芯片ALTERA EPM7512AE-144实现，双口RAM选用IDT70V06芯片。D/A选用AD9708现。

3 射频模块设计

图4 射频模块原理框图

射频模块原理框图如图4所示，工作在TDD方式。在接收状态下，天线收到的基站信号经过带通滤波器和收发切换开关后送到低噪声放大器放大。 再经过一次滤波后由第二级射频放大器（AGC放大器）进一步放大。AGC信号由基带卡提供。混频器对射频信号进行正交下变频，输出I、Q两路信号。射频信 号经过一次下变频直接变成零中频。I、Q两路零中频信号分别经过低通滤波和缓冲放大后，送给基带模块。GBT1000输出FLL信号，控制基准频率源的频 率，使频率综合器产生的本振信号锁定在接收载频上。在发射状态下，基带模块送来的基带扩频信号，经过低通滤波器进行成形滤波，送到调制器对载波（即本振） 进行调制。

图5 以太网交换机模块原理图

系统采用直接调制载波的方法。调制信号经过激励级进行预放大、带通滤波器抑制带外辐射和末级功率放大器进行功率放大后，经过收发切换开关和带通滤波 器送到天线。基带电路根据网管命令输出功率控制信号（APC），控制激励级和末级的增益，以控制发射功率。TX_EN信号控制APC只在数据帧发送时才起 作用，在其他时间内，不发射功率。TX_RXb信号为收发控制信号，它一方面控制射频切换开关在接收通道和发射通道之间切换，另一方面控制电源只给正在工 作的通道供电，以达到节电的目的。射频电路主要技术指标如下：

● 输入调制信号多电平双极性数字信号，最大幅度为3V，速率为32.768Mcps；

● 成形滤波后，99％的信号能量集中在约40MHz带宽内；

● 载波频率在2.4～2.4835GHz频段，准确度不低于1×10－6；

● 调制信号带宽约为40MHz；

● 功率控制范围为70dB；

● 末级功率1dB压缩点输出功率为500mW，最大输出功率为200mW；

● 功率检测信号与输出信号幅度成正比。输出功率为500mW时，输出电平为5000mV。输出功率为0mW时，输出电平为0mV；

● 天线口的驻波不高于1.3；

● 天线口的接收信号电平最小为－110dBm，最大为－40dBm；

● 从天线口看，接收机的噪声系数不高于3.0dB；

● AGC范围不低于70dB；

● 零中频信号的输出幅度为200mV；

● 收发转换时间和电源接通时间均不超过10nS

● 电源电压为-48V±20％直流。

4 以太网交换机设计

交换机选用以Galileo Technology公司ASIC网络交换芯片GT-48212为核心的交换结构，该芯片可工作于非管理模式和管理模式两种配置方式，且可扩展为分布式结 构的两芯片框架结构。图5给出了二层以太网交换机模块原理图，它包含12个10Mbps端口和2个10/100Mbps自适应端口。交换机包括:交换芯片 (交换引擎)、SDRAM、物理层芯片、变压器、晶振、控制逻辑及外围电路等。SDRAM选用MT41LC256K3204芯片，GT-48212工作于 非管理模式。

图2中的12路以太网桥由12片专用芯片网桥RJ017来实现。

5 GBT1000软件设计

GBT1000含有内置CPU V6502，主、从GBT1000的软件流程设计如图6所示。

图6-a 主GBT1000的主程序框图

图6-b 从GBT1000的程序框图

结束语

本文给出了一个固定宽带CDMA无线接入系统解决方案及基站的设计实现，简要说明了系统体系结构和工作原理。重点描述了基站总体设计及各模 块的设计方案。系统经过图像传输测试，具有较好的网络速率，可以实时的传送音频、图像和数据，具有很好的实际运用价值。且其具有抗干扰、体积小、低成本、 性能良好等优点，为油田、水力、电力等行业数据通信专网和农村、城郊区等不适合有线数据通信的场合，提供了一种实用的解决方案。