多模多制式調制信號發(fā)生技術(shù)

　　摘要：隨著(zhù)通信行業(yè)以及數字技術(shù)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)上經(jīng)常需要多模通信信號或多制式數字調制信號發(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+寬帶調制器”的硬件結構的信號發(fā)生裝置，實(shí)現了TD-SCDMA、WCDMA、TD-LTE、FDD-LTE等多模信號以及BPSK、QPSK、OQPSK、DQPSK、8PSK、16QAM、32QAM、64QAM、2FSK、4FSK、GMSK等數字調制信號的發(fā)生，能很好滿(mǎn)足現代信號模擬的實(shí)際需求。

　　1 引言

　　本設計針對市場(chǎng)的實(shí)際需求以及多模通信信號和多制式數字調制信號的特點(diǎn)，設計了以FPGA為主，“DDR2+FPGA+DAC+DDS+寬帶調制器”為硬件架構的多模多制式通信矢量信號發(fā)生裝置，利用FPGA可編程的特點(diǎn)，在盡量簡(jiǎn)化硬件設計的情況下，可以發(fā)射TD-SCDMA、WCDMA、TD-LTE、FDD-LTE等多模信號，發(fā)射BPSK、QPSK、OQPSK、DQPSK、8PSK、16QAM、32QAM、64QAM、2FSK、4FSK、GMSK等多調制格式數字調制信號，并可以將用戶(hù)數據灌入DDR2，根據用戶(hù)實(shí)際需要發(fā)出，實(shí)現復雜信號模擬的功能。

　　2 設計目的

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

　　(2)多制式調制信號：

　　● 調制格式：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)數據發(fā)射。

　　(4)將上述信號調制到相應的載波上。

　　3 硬件設計實(shí)現

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

　　4 FPGA設計實(shí)現

　　該設計的重點(diǎn)是對多模多制式調制信號進(jìn)行數字信號處理，由FPGA完成，包括多模信號或用戶(hù)數據的插值、FIR成型濾波、CIC插值等處理;以及多制式信號的偽隨機信號產(chǎn)生、映射、插值、FIR成型濾波、頻偏系數生成、DDS及CIC插值等處理。FPGA處理流程見(jiàn)圖2。