基帶信號QPSK調制與脈沖成型濾波器ASIC實(shí)現

摘要：WCDMA基帶處理器上行方向采用QPSK調制方式與根升余弦脈沖成型濾波器產(chǎn)生3GPP WCDMA協(xié)議25．213 Release6中規定的基帶信號。文章介紹了QPSK調制與此同時(shí)脈沖成型的基本原理，并給出了該調制方式與成型濾波器的ASIC設計。
關(guān)鍵詞：正交相移鍵控；ASIC根升余弦濾波器；WCDMA

0 引言
通常情況下，帶通信號可以借由相對應的基帶信號表示，比如若使用Sm表示一個(gè)實(shí)的帶通信號，則該帶通信號可以表示為如下情況：

其中Sl(t)為帶通信號S(t)相對應的基帶信號。一般情況下，信號Sl(t)是一個(gè)復值信號，由對應的實(shí)部與虛部構成，也即I路與Q路數據。并且我們也可以證明對于一個(gè)帶通系統函數，我們也有與之相對應的基帶系統函數。

因此，現代基帶處理器也采用類(lèi)似的方法首先處理處于基帶的數字數據，然后通過(guò)模擬基帶完成D／A轉化后，再發(fā)送給射頻器件完成上變頻與信號發(fā)射。圖1表示了WCDMA R-6協(xié)議中上下行方向上信號處理的過(guò)程。

從圖中我們可以發(fā)現在數字基帶處理器首先接收上層單元傳送的bit數據流，然后對一組數據按某種規則進(jìn)行映射，將bit流映射為符號。比如QPSK或者QAM等等。單獨的數字信號無(wú)法在帶通信道中傳輸，而且對于WCDMA而言，帶通信號大約占用5MHz的帶寬，不然就會(huì )對相鄰的工作頻點(diǎn)產(chǎn)生干擾，導致系統的總體性能下降。所以完成數據流到符號的轉換后，仍然需要通過(guò)成型濾波器降低信號的帶寬。
按照WCDMA協(xié)議，首先采用QPSK調制方式形成符號，然后再通過(guò)根升余弦濾波器處理，形成協(xié)議規定的基帶信號。下文簡(jiǎn)要介紹原理，然后給出相應的ASIC設計。

1 基帶信號QPSK調制原理簡(jiǎn)介與ASIC設計
QPSK調制屬于相位調制的一種。因此由上文提到的帶通信號一般表達式可知：

基帶信號調制就是將bit數據轉化成了符號坐標[cos2π(m-1)／M，sin2π(m-1／M)]，其中g(shù)(t)為基帶脈沖成型后的信號，在成型濾波中介紹。
按照WCDMA 25．213 R-6協(xié)議規定，上行方向上對于碼片采用π／4QPSK的調制方式，將二進(jìn)制碼片轉換為符號。首先在高層傳送的二進(jìn)制數據包經(jīng)過(guò)各種其它處理，如分段、打孔、交織、Turbo編碼、擴頻與加擾處理后，形成碼片，其速率達到3．84Mchip／s。一般對WCDMA基帶處理器而言，采用16倍的主時(shí)鐘對數字信號進(jìn)行處理，即每16個(gè)clk對應一個(gè)碼片，每個(gè)碼片進(jìn)行4個(gè)樣點(diǎn)的采樣，4個(gè)clk對應一個(gè)采樣。π／4QPSK星座圖如圖2所示。