采用AD9789与FPGA相结合实现全数字QPSK射频调制的方案.docx

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1、采用AD9789与FPGA相结合实现全数字QPSK射频调制的方案摘要：一种采用AD9789与FPGA相结合,在FPGA上实现全数字QPSK射频调制的方案。介绍了AD9789的接旦设计及配置流程，并给出了设计实例。DVB-S标准只是规定了信道编码及调制方式，没有提供具体的射频调制方案，DVBT标准要求载波的频率范围为950MHz-2150MHz,由于受到FPGA内部资源运算速度的限制，一般只能实现中频调制1。传统的射频调制是在中频调制后加模拟上变频,如中频调制之后采用AD83462进行射频调制，但这样就增加了设计的复杂度及成本。本文采用AD1公司最新推出的AD9789与FPGA相结合的方法实现了

2、全数字DVB-S标准射频调制。1系统构架D9789314bitTXDAC芯片内部集成了QAM编码器、内插器和数字上变频器,可为有线基础设施实现2.4GHZ的采样率。D9789TXDAC支持DOCSIS-IIKDVB_C2个标准，并不支持DVB-S标准。配置选项可以设置数据路径来为QAM编码器和SRRC滤波器设置旁路,从而使DAC能够用于诸如无线基础设施等多种应用中。本文就是利用这一点实现了DVB_S的射频调制，在FPGA内部实现DVB-S信道编码3（随机化、运编码、卷积交织、卷积压缩编码）、星图映射、SRRC滤波器（滚降系数为0.35）,经0%模块给AD9789提供复数数据。其射频调制方案如图

3、1所示。2可变符号率的设计DVB-S调制器符号率一般支持1MSs45MS/s可调，这就需要对TS流进行速率调整。整个DVB_S信道编码有2次速率的变化：（I）RS编码，它将188的包结构变成204的包结构，数据输出的速率为输入的204/188倍。（2）卷积压缩编码，由于卷积压缩编码采用不同的编码比率，如1/2、2/3、3/4、5/6、7/8,对应的输出数据速率就变成输入数据速率的1、3/4、2/3、3/5、4/7倍，针对符号率的设计，本文提出了符号率的设计公式：FBAND=A204188812(NN-1),其中A为TS流的输入数据速率，N的取值为2、3、4、6、7,之所以乘以8是因为在卷积编码

4、时要进行数据的并串转换。本文采用插空包的方式实现RS编码速率调整，其设计思路是在信道编码之前对TS流进行一次速率调整，将188的数据包变成204的数据包，这样大大简化了后端的设计，具体的操作就是通过FIFO实现，由于TS流速率慢，所以先写FIFO,等到写满一半，开始读，读的时候每次只读188个数据，然后再在其后添加16B数据，添加0即可，这样就变成了204个字节的包结构。由于读的速率很快，有可能读空，所以要判断F1FO内部所剩下的数据，当不满188B时，就插入204B的空包，这样可以保证速率调整之后的数据是连续的。符号率的设计公式变成：FBAND=BX8X1/2(NN-1),只需要改变B及N的

5、值就可以实现符号率的可变。针对卷积压缩编码速率调整，本文采用重配置匹M4与F1FO结合的方式实现，由于调制采用不同的编码率，导致输出的数据速率是可变的，这就使得数据的输出团圆是输入时钟的非整数倍，很难做到小数分频，所以提出了用重配置DCM的方式提供可靠的时钟对应关系。经卷积压缩编码后的数据输出是不连续的，为了便于后续数据升采样的处理，通过一个FIFo将数据打成匀速的。3AD9789基本结构5AD9789包含一个用于器件配置和状态寄存器回读的SPI(串行外设接口)端旦。灵活的数字接口可以适应4bit32bit的数据总线宽度，并且可以接收实数或复数数据，最多可接收4路输入信号。每一路信号最大能经过

6、5级半带插值滤波，插值之后的数据与NCO生成的正余弦信号相乘，再经过通道增益变化，4路信号相加后再通过总增益调整、16倍插值和带通滤波器实现数字上变频，最后经数模转换输出，其原理如图2所示。4个通道的基带处理模块内部结构相同，如图3所示。在本设计中，旁路掉QAM编码器和SRRC滤波器，经过5级半带插值后，通过调节P/Q值，可实现不同符号率的调整。2值SRRC渔波:QAM星国映比选择为踣?绎旁跻NCOIf10-mc161值增系数4AD9789上变频原理及配置流程5基带信号经过插值后与NCO生成的正余弦信号相乘，从而把基带信号频谱调制到0fDAC16之间完成基带调制，即实现图4(a)图(b)的转换。经过16倍插值滤波器后，形成16个奈奎斯特区，后15个区内的频谱为第1奈奎斯特区基带调制信号的镜像频谱，通过配置带通滤波器的中心频率，可滤除不需要的15个镜像，得到要想的调制信号，如图4(c)所示。AD9789的这种特殊架构，使得输出的调制信号频率范围为OfDAC,而口人(；最高可达2.46以，完全可以满足DVB-S标准1波段输出的要求。rn八几,k*,WWW.ChinaAEM，M4f1W4RM.J-H-FiM0.CtJ川