高速列车互联网络无线传输DS-CDMA系统设计

　　图1中PL1为支路板，它是速率为16×2M的电口支路板。它主要完成E1信号的线路收、发、转换及2M支路时钟信号的定时提取，实现2M信号经TUG-2到VC-4的映射和解映射，同时收集支路告警上报，并根据线路告警状态完成通道保护。DXC表示数字交叉板，一块DXC就可完成四块线路板上任意方向的上下业务的全交叉连接。利用数字交叉连接功能提供的低阶通道(VC-12)和高阶通道(VC-3、VC-4)可实现业务保护。STG表示时钟板， SCC板是SDH设备的系统控制及通信板，它在SDH设备中承担的是对同步设备的管理控制及互相之间的通信。OHP板为开销处理板，它与线路单元和支路单元板相连，完成线路方向上和支路方向上E1、E2和F1开销字节以及其它数据字节的提取和插入，最主要的是提供公务电话通道。

　　SL1板是1×622M光口支路板，它完成线路信号的发送与接收。SCB是小站专用的处理板，它包括了定时单元功能(STG)、开销处理单元功能(OHP)、主控单元功能(SCC)和交叉连接功能(DXC)，是一种综合处理板。SPI板是电口支路板，其中SPI(S)容量为4×2M，SPI(D)容量为8×2M。PDI也是电口支路板，其中PD(S)只有16×2M的容量，而PDI(D)具有32×2M的容量。OBI板又称为2/1 ×622M同步电路光接口板，它的传输距离比SL1的70km稍短，约为30km左右。PV8板主要实现本地设备的功能，它将本地设备发出的信号经过处理后送往主控板(数字交叉板)以及将主控板(数字交叉板)送来的信号经过处理后发往本地设备。

　　在本设计中，我们采用的SBS 622传输设备可以为我们提供站与站之间622Mb/s数据传输速率，同时也可以为铁路沿线各站提供自动电话服务、各种MIS系统的传输通道服务等。

　　基于FPGA的DS-CDMA无线传输系统设计

　　在高速行驶的旅客列车上开通互联网络业务，主要考虑的是传输容量，其次是抗干扰能力，然后是体积要尽量要小，最后是功耗低可靠性高。基于以上要求，我们选择了扩频通信方案。采用Spartan3 系列中的XC3S1500芯片实现直接序列扩展频谱通信的所有基带功能，其中包括扩频、匹配滤波器解扩、数控振荡器、复混频器，DQPSK编码与解码、载波和时序恢复、线性反馈移位寄存器和FIR滤波器。这些功能全部在一块FPGA芯片内实现。

　　图2给出了基于FPGA的DS-CDMA无线传输系统系统结构。直序扩频通信发射机结构见图2(a)。串并转换模块将串行数据转换成2位并行数据，接着进行差分编码转换成DQPSK码元(Ik，Qk)。差分编码后与PN码扩频，输出扩频信号(SIm，SQm)，其码元速率为(Ik，Qk)的扩频码长度倍。在(SIm，SQm)进行滤波前，采样率增加，使后面的正交调制满足Nyquist定律。上采样4倍后，扩频信号使用两路独立的SRRC进行脉冲成形。

　　载波恢复模块是直序扩频接收机最关键的模块，如图2(b)所示。当采样与码元不同步时，需要利用载波同步算法使其达到同步。通常，需要采用一种算法从采样数据获得载波信息。本文采用直接同步法中的Costas环。环路滤波器的结构如图3所示。