多模多制式調(diào)制信號發(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，市場上經(jīng)常需要多模通信信號或多制式數(shù)字調(diào)制信號發(fā)生器，本文介紹了采用軟件無線電思想，基于“DDR2+FPGA+DAC+DDS+寬帶調(diào)制器”的硬件結(jié)構(gòu)的信號發(fā)生裝置，實現(xiàn)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(shù)字調(diào)制信號的發(fā)生，能很好滿足現(xiàn)代信號模擬的實際需求。

　　1 引言

　　本設(shè)計針對市場的實際需求以及多模通信信號和多制式數(shù)字調(diào)制信號的特點，設(shè)計了以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發(fā)生裝置，利用FPGA可編程的特點，在盡量簡化硬件設(shè)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(diào)制格式數(shù)字調(diào)制信號，并可以將用戶數(shù)據(jù)灌入DDR2，根據(jù)用戶實際需要發(fā)出，實現(xiàn)復雜信號模擬的功能。

　　2 設(shè)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(diào)制信號：

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

　　(3)用戶數(shù)據(jù)發(fā)射。

　　(4)將上述信號調(diào)制到相應(yīng)的載波上。

　　3 硬件設(shè)計實現(xiàn)

　　隨著FPGA器件的快速發(fā)展，其高速大容量可編程的特點使其得到廣泛應(yīng)用，對多模多制式的設(shè)計需求需要選用FPGA進行設(shè)計，它主要完成數(shù)字信號處理工作。另外，由于TD-LTE、FDD-LTE的高數(shù)據(jù)量高速的要求，需要DDR2作為多模信號或用戶數(shù)據(jù)的存儲介質(zhì)。在基帶信號發(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，多模多制式信號的發(fā)生需要不同碼元速率的設(shè)計，需要選用DDS分頻出高分辨率可變時鐘。所以該設(shè)計選用“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)計實現(xiàn)

　　該設(shè)計的重點是對多模多制式調(diào)制信號進行數(shù)字信號處理，由FPGA完成，包括多模信號或用戶數(shù)據(jù)的插值、FIR成型濾波、CIC插值等處理;以及多制式信號的偽隨機信號產(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處理流程見圖2。