TD2SCDMA终端综合测试仪物理层的软硬件设计

由于FPGA 内部RAM 容量的限制，只能缓存一小段时间内12 倍速的数据，设计时充分考虑到这点限制。FPGA 只缓存200μs 12 倍速数据和5 ms (一个TD-SCDMA 系统子帧) 4 倍速数据。每200 μs 产生定时中断给DSP，并设置相应信号量。DSP 检测到是否接收FPGA 数据的情况，然后判断4 倍速数据是否收齐以采取相应动作，这样就解决了F PGA 内部高速RAM 容量有限的问题。

一般以FPGA + DSP 为硬件平台的解决方案中，图3 中产生TD-SCDMA 信号和TD-SCDMA 信号解调2 个模块不全部在DSP 中实现。考虑到本物理层需要复杂的流程处理，本方案采用全DSP 实现。

由于图中生成TD-SCDMA 信号与解调TD2SC2DMA 信号流程互为相反过程，所以下面只阐述生成TD-SCDMA 信号部分。为了阐述方便， 考虑没有智能天线的情况。如果实现智能天线，只需要稍加扩展。生成TD-SCDMA 信号的流程图如图4 所示。

图4 　生成TD-SCDMA 信号的流程图

每次调用成帧过程，首先采用全DSP 实现方案所特有的调度算法判断是否所有物理信道都处理完毕，如果不是，则选择一个物理信道进行下一步处理。

采用另一特有调度算法判断该物理信道承载的传输信道是否处理完毕。每个传输信道处理完毕之后，把各个传输信道处理结果复用起来，成为编码复用传输信道，再统一处理。依次处理每个物理信道，最后把所有的结果一起进行调制等处理。

与已有方案不同，很多用FPGA 实现的算法，如调制、扩频、加扰都放在DSP 执行。通过分析协议，采用查表法可以用DS P 高效实现调制、扩频和加扰，不会对DSP 产生过大负荷。

5 实验结果

本物理层支持高速率数字信号采集。采集的信号，经过相应射频测量算法计算，即可完成各种终端射频指标测量。图5 表示呼叫状态下EVM测量结果。

图5 　呼叫状态下EVM 测量

该物理层支持丰富的终端业务能力测量。表1列出了物理层支持的有代表性的业务，以及相应实测DSP 的负荷。

表1 物理层支持的业务

6 结 论

基于综合测试仪物理层的双重任务特点，本文详细阐述了TD-SCDMMA综合测试仪物理层的硬件构成， FPGA 和DSP程序设计。大部分任务采用全DSP 实现，具有开发周期短的优点。

物理层在863 项目大力支持的综合测试仪项目中是实现难点，该方案发挥了重要作用，顺利通过了专家组验收。该综合测试仪已经被无线电管理委员会、MTNET和众多厂商广泛采用，推动了TD产业发展。

目前，在该方案基础之上，经过改进，系统仿真器进一步具备了支持HSDPA 终端测试的能力。今后将继续研究设计以支持终端协议一致性测试和多模终端测试。