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[摘要]：信息处理设备都将向数字化方向变化，通信网络也向数字化方向发展。数字信号在传输中往往由于各种原因在传送的数据流中产生误码，所以必须通过信道编码这一环节，对数码流进行相应的处理。本文探讨了一个家庭智能化中的CDMA无线接入系统采用Altera公司的FPGA 芯片来实现系统的所有的信道编码的基础。
[关键字]：CDMA FPGA 信道编码 PLD 数字信号
中图分类号：TN915.65 文献标识码：TN 文章编号：1009-914X（2012）10- 0293–01
一、绪论
信息处理设备都将向数字化方向变化。如数字电视、数字广播、数字电影、DVD 等等，现在通信网络也向数字化方向发展。然而，数字信号在传输中往往由于各种原因，使得在传送的数据流中产生误码，从而使接收端产生图像跳跃、不连续、出现马赛克等现象。所以必须通过信道编码这一环节，对数码流进行相应的处理，使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力，这样就可以极大地避免码流在传送中误码的发生。
随着FPGA（Field Programmable Gate Array）容量、功能以及可靠性的提高，在现代数字通信系统中的应用日渐广泛。采用FPGA设计数字电路已经成为数字电路系统领域的主要设计方式之一。而使用FPGA开发数字电路，可以大大缩短设计时间、减少PCB面积、提高系统的可靠性。它的这些优点使得FPGA技术得到飞速的发展，已经在通信、电子、信号处理、工业控制等领域被广泛应用。随着FPGA容量的增加，SOPC（对信号的处理和整个系统的控制）的应用时代即将到来。SOPC既有嵌入处理器、I/O电路和大规模嵌入存储器，也有CPLD/FPGA，用户可以选择。同时也可以选择PLD公司提供的FPGA IP Intellectual Property內核。使用IP核能保证系统级芯片的开发效率、质量，并能大大缩短产品开发时间。因此，FPGA已成为解决系统级设计的重要选择方案之一。基于FPGA的上述优点，我们选择在FPGA内去实现信道编码。
二 、任务背景
本文的背景来自于一个家庭智能化中的CDMA无线接入系统。在该系统中，一路用来传送语音，一路用来传送家庭用电设备的控制信息，各路信息经过CRC校验、卷积编码后，再进行扩频、调制、无线传输等。系统采用的是IS-95标准，是1993年7月美国通过的基于CDMA的双模式移动通信系统标准，其信道位于800 MHz的AMPS系统的频带内。它是数字移动通信发展的里程碑，系统的码分多址采用FD/CDMA技术，实现了数字和模拟通信的兼容，并且成为扩频系统商业化的光辉典范，开辟了扩频无线通信非军事应用的新纪元。在IS-95系统中，信道编码是其关键技术之一，但传统的实现技术都是采用分离元件，根据PLD的发展状况，我们将采用Altera公司的FPGA 芯片来实现系统的所有的信道编码，实现了设计的模块化和独立化。
三 、家庭智能化中的CDMA无线接入系统信道编码的实现的基础
可编程逻辑器件（PLD， programmable logic device）是在20世纪70年代发展起来的一种新型器件，它的应用和发展不仅简化了电路设计，降低了成本，提高了系统的可靠性，而目给数字系统的设计方式带来了革命性的变化PLD的工艺和结构经历了一个不断发展变革的过程。
PLD的雏形是20世纪70年代中期出现的可编程逻辑阵列（PLA， Programmable Logic Array），PLA在结构上由可编程的与阵列和可编程的或阵列构成，阵列规模较小，编程也较繁琐。后来出现可编程阵列逻辑（PAL. Programmable Array Logic）， PAL由可编程的与阵列和固定的或阵列构成，采用熔妊编程方式，它的设计灵活，器件速度快，因而成为第一个得到普遍应用的PLD器件。
20世纪中期，Alter公司推出一种新型的可擦除、可编程的逻辑器件（EPLD，Erasable Programmable Logic Device）o EPLD采用CMOS和UVEPROM工艺制作，集成度更高，设计也更灵活，但它的内部连线功能弱一些。1985美国Xilinx公司推出现场可编程门阵列（FPGA Field Programmable Gate Array），这是一种采用单元型结构的新型PLD器件。它采用CMOS， SRAM工艺制作，在结构上他由许多独立的可编程逻辑单元构成，各逻辑单元之问可以灵活的相互连接，具有密度高，速度快编程灵活和可以重新配置的诸多优点。FPGA已成为当前主流的PLD器件之一。
CPLD（Complex Programmable Logic Device）复杂可编程逻辑器件，是从EPLD改进而来的，采用EPROM工艺制作。同EPLD相比，CPLD增加了内部连线，对逻辑宏单元和I/0单元也有重大改进，它的性能更好，使用也更方便。CPLD是当前另一主流的PLD器件。
时问特性也是PLD一个重要的指标。由于在一些高速处理的系统中，数据处理量的激增要求数字系统有较大的数据吞吐速率，这样就对PLD的速度指标提出了更高的要求；另外，为了保证高速系统的稳定性，PLD延时的可预测性也十分重要。用户在进行系统重构的同时，担心的是延时特性会不会因为重新布线的改变而改变。如果改变，将会导致系统的不稳定性，这对庞大而高速的系统而言将是不可想象的，带来的损失也将是巨大的。因此，为了适应未来复杂高速电了系统的要求，PLD的高速可预测延时也是一个发展的趋势。
现在，PLD中已经广泛嵌入RAM/ROM， FIFO等存储模块，有的PLD内还嵌入DSP模块和CPU模块，将来的PLD还将嵌入多种功能模块，可以实现各种复杂的操作和运算。
至今为止，PLD的开发和应用的大部分工作都集中在数字逻辑电路上。在未来的几年里，这一局面将会有所改变，模拟电路及数模混合电路的可编程技术将会得到发展。
由此可见，可编程逻辑器件（PLD）是一门正在发展着的技术，其未来的发展动力仍来源于实际应用的要求和芯片制造商之问的竞争。PLD在结构、密度、功能、速度和灵活性方面将得到进一步的发展，各制造商受商业利益的驱动必会陆续推出一些新的技术来提高器件的性能以提高竞争力。随着工艺和结构的改进，PLD的集成将进一步的提高，性能进一步的完善，成本将逐渐下降，在现代电了系统设计中将起到越来越重要的作用。
参考文献：
[1]许希斌，等， CDMA系统工程手册[M]，北京：人民邮电出版社，2002年
[2]徐志军，许光辉， CPLD/FPGA的开发与应用[M]，北京：电子工业出版社，2002年
[3]侯伯亨，顾新， VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计[M]，西安：西安电子科技大学出版社，2002年
[关键字]：CDMA FPGA 信道编码 PLD 数字信号
中图分类号：TN915.65 文献标识码：TN 文章编号：1009-914X（2012）10- 0293–01
一、绪论
信息处理设备都将向数字化方向变化。如数字电视、数字广播、数字电影、DVD 等等，现在通信网络也向数字化方向发展。然而，数字信号在传输中往往由于各种原因，使得在传送的数据流中产生误码，从而使接收端产生图像跳跃、不连续、出现马赛克等现象。所以必须通过信道编码这一环节，对数码流进行相应的处理，使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力，这样就可以极大地避免码流在传送中误码的发生。
随着FPGA（Field Programmable Gate Array）容量、功能以及可靠性的提高，在现代数字通信系统中的应用日渐广泛。采用FPGA设计数字电路已经成为数字电路系统领域的主要设计方式之一。而使用FPGA开发数字电路，可以大大缩短设计时间、减少PCB面积、提高系统的可靠性。它的这些优点使得FPGA技术得到飞速的发展，已经在通信、电子、信号处理、工业控制等领域被广泛应用。随着FPGA容量的增加，SOPC（对信号的处理和整个系统的控制）的应用时代即将到来。SOPC既有嵌入处理器、I/O电路和大规模嵌入存储器，也有CPLD/FPGA，用户可以选择。同时也可以选择PLD公司提供的FPGA IP Intellectual Property內核。使用IP核能保证系统级芯片的开发效率、质量，并能大大缩短产品开发时间。因此，FPGA已成为解决系统级设计的重要选择方案之一。基于FPGA的上述优点，我们选择在FPGA内去实现信道编码。
二 、任务背景
本文的背景来自于一个家庭智能化中的CDMA无线接入系统。在该系统中，一路用来传送语音，一路用来传送家庭用电设备的控制信息，各路信息经过CRC校验、卷积编码后，再进行扩频、调制、无线传输等。系统采用的是IS-95标准，是1993年7月美国通过的基于CDMA的双模式移动通信系统标准，其信道位于800 MHz的AMPS系统的频带内。它是数字移动通信发展的里程碑，系统的码分多址采用FD/CDMA技术，实现了数字和模拟通信的兼容，并且成为扩频系统商业化的光辉典范，开辟了扩频无线通信非军事应用的新纪元。在IS-95系统中，信道编码是其关键技术之一，但传统的实现技术都是采用分离元件，根据PLD的发展状况，我们将采用Altera公司的FPGA 芯片来实现系统的所有的信道编码，实现了设计的模块化和独立化。
三 、家庭智能化中的CDMA无线接入系统信道编码的实现的基础
可编程逻辑器件（PLD， programmable logic device）是在20世纪70年代发展起来的一种新型器件，它的应用和发展不仅简化了电路设计，降低了成本，提高了系统的可靠性，而目给数字系统的设计方式带来了革命性的变化PLD的工艺和结构经历了一个不断发展变革的过程。
PLD的雏形是20世纪70年代中期出现的可编程逻辑阵列（PLA， Programmable Logic Array），PLA在结构上由可编程的与阵列和可编程的或阵列构成，阵列规模较小，编程也较繁琐。后来出现可编程阵列逻辑（PAL. Programmable Array Logic）， PAL由可编程的与阵列和固定的或阵列构成，采用熔妊编程方式，它的设计灵活，器件速度快，因而成为第一个得到普遍应用的PLD器件。
20世纪中期，Alter公司推出一种新型的可擦除、可编程的逻辑器件（EPLD，Erasable Programmable Logic Device）o EPLD采用CMOS和UVEPROM工艺制作，集成度更高，设计也更灵活，但它的内部连线功能弱一些。1985美国Xilinx公司推出现场可编程门阵列（FPGA Field Programmable Gate Array），这是一种采用单元型结构的新型PLD器件。它采用CMOS， SRAM工艺制作，在结构上他由许多独立的可编程逻辑单元构成，各逻辑单元之问可以灵活的相互连接，具有密度高，速度快编程灵活和可以重新配置的诸多优点。FPGA已成为当前主流的PLD器件之一。
CPLD（Complex Programmable Logic Device）复杂可编程逻辑器件，是从EPLD改进而来的，采用EPROM工艺制作。同EPLD相比，CPLD增加了内部连线，对逻辑宏单元和I/0单元也有重大改进，它的性能更好，使用也更方便。CPLD是当前另一主流的PLD器件。
时问特性也是PLD一个重要的指标。由于在一些高速处理的系统中，数据处理量的激增要求数字系统有较大的数据吞吐速率，这样就对PLD的速度指标提出了更高的要求；另外，为了保证高速系统的稳定性，PLD延时的可预测性也十分重要。用户在进行系统重构的同时，担心的是延时特性会不会因为重新布线的改变而改变。如果改变，将会导致系统的不稳定性，这对庞大而高速的系统而言将是不可想象的，带来的损失也将是巨大的。因此，为了适应未来复杂高速电了系统的要求，PLD的高速可预测延时也是一个发展的趋势。
现在，PLD中已经广泛嵌入RAM/ROM， FIFO等存储模块，有的PLD内还嵌入DSP模块和CPU模块，将来的PLD还将嵌入多种功能模块，可以实现各种复杂的操作和运算。
至今为止，PLD的开发和应用的大部分工作都集中在数字逻辑电路上。在未来的几年里，这一局面将会有所改变，模拟电路及数模混合电路的可编程技术将会得到发展。
由此可见，可编程逻辑器件（PLD）是一门正在发展着的技术，其未来的发展动力仍来源于实际应用的要求和芯片制造商之问的竞争。PLD在结构、密度、功能、速度和灵活性方面将得到进一步的发展，各制造商受商业利益的驱动必会陆续推出一些新的技术来提高器件的性能以提高竞争力。随着工艺和结构的改进，PLD的集成将进一步的提高，性能进一步的完善，成本将逐渐下降，在现代电了系统设计中将起到越来越重要的作用。
参考文献：
[1]许希斌，等， CDMA系统工程手册[M]，北京：人民邮电出版社，2002年
[2]徐志军，许光辉， CPLD/FPGA的开发与应用[M]，北京：电子工业出版社，2002年
[3]侯伯亨，顾新， VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计[M]，西安：西安电子科技大学出版社，2002年