基于FPGA的集群通信移動(dòng)終端設(shè)計(jì)方案的研究

　　引言

　　集群通信是移動(dòng)通信中不可缺少的一個(gè)分支，它是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)中指揮調(diào)度通信最有效的手段之一，也是指揮調(diào)度最重要的通信方式之一，因此從它誕生時(shí)就引起了人們的廣泛注意[1]。集群通信系統(tǒng)一般由終端設(shè)備、基站和中心控制站等組成，具有調(diào)度、群呼、漫游等功能。

　　伴隨著全球通信行業(yè)的復(fù)蘇，集群通信的飛躍，集群通信中的移動(dòng)終端設(shè)備的應(yīng)用越來越多[2]，目前在移動(dòng)通信、消費(fèi)電子、軍事應(yīng)用、港口碼頭，尤其在地下礦井中受到足夠的重視。

　　FPGA (現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)是基于查找表技術(shù)的，其基本組成部分有可編程輸入/輸出(I/O)單元、基本可編程邏輯單元、嵌入式RAM、豐富的布線資源、底層內(nèi)嵌功能單元、內(nèi)嵌專用硬核等。FPGA中眾多的可編程邏輯單元以二維陣列形式分布在器件的中部，用以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)者所需的邏輯功能。可編程輸入/輸出單元分布在器件的四周，它提供器件外部引出端和內(nèi)部邏輯之間的連接。通過遍布器件內(nèi)的可編程互連資源，可將器件內(nèi)部任意兩點(diǎn)連接起來，從而使FPGA內(nèi)部的邏輯單元和輸入/輸出單元連接成各種復(fù)雜的系統(tǒng)。可編程互連資源主要由縱橫分布在邏輯單元陣列之間的金屬線網(wǎng)絡(luò)和位于縱橫線交叉點(diǎn)上的可編程開關(guān)矩陣組成，一個(gè)最小的芯片方案可以轉(zhuǎn)換來執(zhí)行多個(gè)功能，硬件配置就如同軟件一樣，靈活方便、速度快、移植性好及開發(fā)周期短，且可重復(fù)應(yīng)用[3,4]。因此，F(xiàn)PGA在高容量數(shù)字信號(hào)處理方面的應(yīng)用，倍受青睞。

　　系統(tǒng)方案

　　本方案主要由集群通信模塊和FPGA芯片組成，方案如圖1所示。

　　集群通信模塊選用無線寬帶接入終端MEM160模塊，該模塊能夠在基站覆蓋的區(qū)域提供寬帶便攜無線接入，為用戶提供語(yǔ)音及上下行速率可達(dá)1Mbps 的數(shù)據(jù)服務(wù)，廣泛應(yīng)用于PDA、數(shù)字集群通信等。