1        前言

无线通信技术与网络技术的迅猛发展推动了无线网络技术深入应用，针对能够满足军事应用需要的、可快速展开、高抗毁性的移动信息系统产生了无线自组织网络。这种网络没有绝对的控制中心，所有节点的地位平等，网络中的节点通过分布式算法来协调彼此的行为，无需人工干预和任何其它预置的网络设施，可以在任何时刻任何地方快速展开并自动组网。要实现这样的功能，对无线终端有着很高的要求，根据这种应用需求，本文设计并实现了一种适合无线网络的移动终端硬件平台。

移动网络终端的组成主要有两部分：移动终端硬件平台（以下简称硬件平台）和主机。其中硬件平台主要由射频单元、基带模拟单元、物理层基带处理单元和MAC层处理单元组成，主要完成基于UTRA-TDD LCR的物理层协议的数据的发送和接收以及纯无线网络的MAC层的数据处理功能；主机部分主要由接口驱动单元、网络层处理单元和应用层处理单元组成，主要完成网络层以及网络层以上的处理数据处理功能。其中移动网络终端硬件平台主要完成以下功能：能够完成射频信号的收发功能；能够完成基带模拟、数字信号的相互转换功能；完成物理层基带处理算法功能；MAC层、路由和主控的全部处理功能。目前实现该硬件平台的方法主要有三种：OMAP＋DSP＋FPGA结构、OMAP＋DSP或OMAP＋FPGA结构以及主机＋DSP＋FPGA结构。其中OMAP是TI公司以2.5代及第3代手机为应用目标推出的开放式多媒体应用平台，其内核采用ARM及DSP相结合，具有很高的技术特性，同时具备支持3G标准。是目前通讯、PDA等厂家开发智能手机等通讯终端理想的开发实验平台。

2        移动终端硬件平台总体设计方案

上述的三种实现方案各有优缺点，对于第一种方案，优点是：能够做成一个相对完整的移动终端；电路设计相对简单。缺点主要有：如果所有物理层基带处理算法都放到一个FPGA或者DSP中实现，那么对FPGA或者DSP的处理能力的要求则会非常的高： 开发难度和复杂度要求非常高，开发周期长。对于第二种方案，优点和方案一一样，移动终端的结构相对完整；并且采用DSP＋FPGA结构能够较好的分配物理层基带发送和接收算法，大大降低所需DSP和FPGA的处理能力。但其缺点是：对OMAP芯片的开发难度和复杂度依然很高，开发周期长；电路板设计的难度和复杂度提高，因为上面除了射频和基带模拟部分以外，还要有DSP、FPGA、OMAP以及外围器件。第三种方案，优点是：能够很好的分配物理层基带算法，大大降低对DSP和FPGA的处理能力的要求；并且将OMAP的功能放在了主机上，不仅简化了电路设计的复杂度，而且也进一步降低了开发成本和开发难度以及复杂度，同时缩短了开发周期。但缺点是设备不够整体化，移动终端将分为物理层收发设备和主机设备，不便于移动。经过分析比较，综合考虑开发复杂度、成本等因素以后我们最后决定采用方案三的结构设计。

移动终端做更具体的设计是根据所确定的总体方案制定的。方案中的结构分为两部分：一部分是主机，负责MAC、路由和主控等，一部分是物理层收发设备。主机部分无需硬件设计，考虑的核心是物理层收发硬件平台的设计。经过分析，我们将物理层基带处理算法在FPGA和DSP之间进行了分配：FPGA主要完成基带数据接口、AGC处理、基带发送、除主径载频估计外的Midamble码搜索及多径分离、解扰、解扩、RAKE合并以及相关控制功能的算法实现；FPGA的配置程序存储在配置芯片中。DSP主要完成主径载频估计、载频精确估计、解速率适配、信道译码和CRC校验部分算法实现。DSP的运行程序存储在FLASH芯片中，启动时由FLASH将程序加载至DSP。硬件平台与主机之间的接口采用常用的USB2.0的接口方式。具体结构框图如下：

图 一：硬件平台最终方案框图

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