适合中国3G TD-SCDMA标准的数字前端解决方案

　　摘要：本文的重点基于FPGA的成本经济的TD-SCDMA数字前端(DFE)解决方案。波束成形需要在基站使用多个天线(通常为六至八个天线)。在下行链路，一个小区中的每个载波在经过适当的相位和幅度加权以及上转换以后，传输到对应的天线。在上行链路，每个天线接收到的信号需要下变频转换到基带。上变频和下变频功能分为模拟和数字两个部分。在数字部分，这些功能采用数字上变频器(Digital Up Conversion)和数字下变频器(Digital Down Conversion)完成，两者共同构成数字前端(DFE)。

　　时分同步码分多址(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access)是中国自主研发的第三代蜂窝通信标准，也是两个3GPP时分蜂窝标准之一(另一个是TD-CDMA)。TD-SCDMA与同类标准不同之处在于码片速率低，并且上行链路提供时间同步传输能力。中国目前在这一标准的研发方面已经进行了大量投资，到目前为止已经成功建设了多个测试和试验网络。一旦中国颁发3G牌照，相信TD-SCDMA网络会很快实现部署。

　　TD-SCDMA的突出系统特点

　　TD-SCDMA系统有两大突出特点：首先，考虑到其上行传输(手机到基站)的时间同步特点，被称为联合检测(joint-detection)的高级信号处理技巧在基站恢复每个用户的传输。在理想情况下，利用联合检测可以完全消除同一小区内来自其它用户的干扰，因此与其它异步匹配检测技术相比，可以提高系统容量。第二个突出特点是使用自适应波束成形(beam forming)来提高信噪比并减轻干扰。

　　利用赛灵思FPGA可以高效实现联合检测功能，但本文的重点基于FPGA的成本经济的TD-SCDMA数字前端(DFE)解决方案。波束成形需要在基站使用多个天线(通常为六至八个天线)。在下行链路，一个小区中的每个载波在经过适当的相位和幅度加权以及上转换以后，传输到对应的天线。在上行链路，每个天线接收到的信号需要下变频转换到基带。上变频和下变频功能分为模拟和数字两个部分。在数字部分，这些功能采用数字上变频器(Digital Up Conversion)和数字下变频器(Digital Down Conversion)完成，两者共同构成数字前端(DFE)。图1是一个基站模拟和数字前端的通用示意图。