多模多制式調(diào)制信號(hào)發(fā)生技術(shù)

　　摘要：隨著通信行業(yè)以及數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)上經(jīng)常需要多模通信信號(hào)或多制式數(shù)字調(diào)制信號(hào)發(fā)生器，本文介紹了采用軟件無(wú)線(xiàn)電思想，基于“DDR2+FPGA+DAC+DDS+寬帶調(diào)制器”的硬件結(jié)構(gòu)的信號(hào)發(fā)生裝置，實(shí)現(xiàn)了TD-SCDMA、WCDMA、TD-LTE、FDD-LTE等多模信號(hào)以及BPSK、QPSK、OQPSK、DQPSK、8PSK、16QAM、32QAM、64QAM、2FSK、4FSK、GMSK等數(shù)字調(diào)制信號(hào)的發(fā)生，能很好滿(mǎn)足現(xiàn)代信號(hào)模擬的實(shí)際需求。

　　1 引言

　　本設(shè)計(jì)針對(duì)市場(chǎng)的實(shí)際需求以及多模通信信號(hào)和多制式數(shù)字調(diào)制信號(hào)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了以FPGA為主，“DDR2+FPGA+DAC+DDS+寬帶調(diào)制器”為硬件架構(gòu)的多模多制式通信矢量信號(hào)發(fā)生裝置，利用FPGA可編程的特點(diǎn)，在盡量簡(jiǎn)化硬件設(shè)計(jì)的情況下，可以發(fā)射TD-SCDMA、WCDMA、TD-LTE、FDD-LTE等多模信號(hào)，發(fā)射BPSK、QPSK、OQPSK、DQPSK、8PSK、16QAM、32QAM、64QAM、2FSK、4FSK、GMSK等多調(diào)制格式數(shù)字調(diào)制信號(hào)，并可以將用戶(hù)數(shù)據(jù)灌入DDR2，根據(jù)用戶(hù)實(shí)際需要發(fā)出，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜信號(hào)模擬的功能。

　　2 設(shè)計(jì)目的

　　(1)多模通信信號(hào)：GSM/TD-SCDMA/WCDMA/TD-LTE/FDD-LTE等通信制式非信令信號(hào)。

　　(2)多制式調(diào)制信號(hào)：

　　● 調(diào)制格式：BPSK、QPSK、OQPSK、DQPSK、8PSK、16QAM、32QAM、64QAM、2FSK、4FSK、GMSK;
　　● 碼元速率：2ksps~40Msps;
　　● 濾波類(lèi)型RC、RRC、GAUSS;
　　● α因子/bt：0.2~1。

　　(3)用戶(hù)數(shù)據(jù)發(fā)射。

　　(4)將上述信號(hào)調(diào)制到相應(yīng)的載波上。

　　3 硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

　　隨著FPGA器件的快速發(fā)展，其高速大容量可編程的特點(diǎn)使其得到廣泛應(yīng)用，對(duì)多模多制式的設(shè)計(jì)需求需要選用FPGA進(jìn)行設(shè)計(jì)，它主要完成數(shù)字信號(hào)處理工作。另外，由于TD-LTE、FDD-LTE的高數(shù)據(jù)量高速的要求，需要DDR2作為多模信號(hào)或用戶(hù)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)介質(zhì)。在基帶信號(hào)發(fā)生后,還需要將其DAC轉(zhuǎn)換后用寬帶正交調(diào)制器調(diào)制到各自載波上發(fā)射。另外，多模多制式信號(hào)的發(fā)生需要不同碼元速率的設(shè)計(jì)，需要選用DDS分頻出高分辨率可變時(shí)鐘。所以該設(shè)計(jì)選用“DDR2+FPGA+DAC+DDS+寬帶調(diào)制器”硬件架構(gòu)，其框圖如圖1。

　　4 FPGA設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

　　該設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是對(duì)多模多制式調(diào)制信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，由FPGA完成，包括多模信號(hào)或用戶(hù)數(shù)據(jù)的插值、FIR成型濾波、CIC插值等處理;以及多制式信號(hào)的偽隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生、映射、插值、FIR成型濾波、頻偏系數(shù)生成、DDS及CIC插值等處理。FPGA處理流程見(jiàn)圖2。