全数字调制解调器STEL-2176在非对称传输体系中的使用

摘要：介绍了全数字调制解调器STEL-2176的结构、功能及技能特色，给出了它在点对多点宽带无线接入体系中的运用实例。在该体系中，运用STEL-2176作为用户站的调制解调器，选用非对称传输形式，完结了16QAM信号的数字解谐和QPSK信号的数字调制。

关键词：宽带无线接入全数字调制解调非对称传输

１非对称传输

宽带无线接入体系中一般选用点对多点的基站／用户站形式。在大多数情况下，基站到用户站的下行数据量远大于用户站到基站的上行数据量，假如上下行占用相同的资源，必然构成糟蹋。

在ＴＤＭＡ／ＦＤＤ方法中，一种可行的传输形式是：上行数据选用突发数据包的方法，选用调制功率相对低的调制方法（如ＱＰＳＫ）；下行数据选用播送的方法，选用调制功率相对高的调制方法（如１６ＱＡＭ）。这种非对称传输的长处是：一方面，能够依据用户的实践需求完结动态分配带宽以进步频谱运用功率；另一方面，减少了上行信号每符号传输的比特数，然后降低了基站突发解调算法的难度。

能满意以上要求的用于用户站的调制解调器有必要具有这样的功能：既能解调高调制功率（如１６ＱＡＭ）的宽带接连信号，一起又能调制相对低调制功率（如ＱＰＳＫ）的宽带突发信号。开发ＳＴＥＬ－２１７６是一个很好的挑选。

２ＳＴＥＬ－２１７６简介

ＳＴＥＬ－２１７６是一款全数字调制解调芯片，兼容ＩＥＥＥ８０２．１４、ＭＣＮＳ和ＤＡＶＩＣ等规范。解调部分可直接输入高达５０ＭＨｚ的中频模仿信号，信号带宽可达８ＭＨｚ，可解调１６／６４／２５６ＱＡＭ的接连信号；调制部分可输出５ＭＨｚ～６５ＭＨｚ的接连／突发信号，调制方法能够是ＢＰＳＫ／ＱＰＳＫ／１６ＱＡＭ，速率最高可达４０Ｍｂｐｓ（１６ＱＡＭ）。

３ＳＴＥＬ－２１７６内部结构

３．１解调部分

图１为ＳＴＥＬ－２１７６解调部分的内部结构，主要由ＡＤＣ（模数转化）模块、ＤＤＣ（数字下变频）／ＡＦＣ（自动频率操控）／ＡＧＣ（自动增益操控）模块、滤波与时钟康复模块、自适应均衡、ＦＥＣ（前向纠错编码）模块和时钟模块等组成。

·ＡＤＣ模块

模数转化模块接纳输入ＳＴＥＬ－２１７６的中心频率为最高可达５０ＭＨｚ的中频模仿信号，通过带通抽样后得到中心频率为６ＭＨｚ～７ＭＨｚ的亚中频数字信号。

·ＤＤＣ／ＡＦＣ／ＡＧＣ模块

ＡＦＣ对信号载波进行粗估，再由后端的自适应均衡器反应回来的载波差错信号细调载波本振频率，以得到相关的载波。ＤＤＣ接纳６ＭＨｚ～７ＭＨｚ亚中频数字信号，通过相关的载波解调出Ｉ、Ｑ两路基带信号。一起输出ＡＧＣ操控信号，用来操控片外的中频、射频模仿信号的信号强度。

·滤波与时钟康复模块

Ｉ、Ｑ两路基带信号经ａｌｐｈａ＝０．１２～０．２０的ＳＲＲＣ（均方根升余弦）滤波器消除码间搅扰，再从信号中康复符号速率，差错小于１００ＰＰＭ。

·自适应均衡

自适应均衡除了能消除信道的各种搅扰（多径效应、调幅性搅扰、调频性搅扰、相位噪声等），还反应载波差错信号，以细调载波的相差和小的频差。

·ＦＥＣ模块

前向纠错编码模块接纳解调出的Ｉ、Ｑ两路信号，进行星座点映射，康复数据，再对应于调制端解出帧结构，顺次进行解交错、信道解码（ＲＳ码）、解扰，以串行或并行方法输出原始信号，能够输出ＭＰＥＧ－２结构的信号。

·时钟模块

时钟模块由采样钟和康复出的符号钟发生解调部分所需的各种时钟信号。

３．２调制部分

图２为ＳＴＥＬ－２１７６调制部分的内部结构，主要由数据接纳及信道编码模块、星座点映射模块、ＦＩＲ滤波器及内插滤波器、调制模块、ＤＡＣ（数模转化）模块、时钟模块等组成。

·数据接纳及信道编码模块

接纳串行输入的原始数据，进行信道编码（ＲＳ码），包含交错和加扰，这些处理都是可选的。

·星座点映射模块

将串行比特流映射到指定星座图的星座点上，分Ｉ、Ｑ两路输出。

·ＦＩＲ滤波器及内插滤波器

Ｉ、Ｑ两路信号别离通过成形滤波器（３２级的ＦＩＲ滤波器）滤波后，输出到内插滤波器。内插滤波器大大进步了信号的采样频率，以满意大于２倍的载波信号的要求，与正交调制所需的速率相匹配。

·调制模块

调制模块由ＤＤＳ（直接数字组成器）和乘法器构成的正交调制器。Ｉ、Ｑ两路信号别离与ＤＤＳ发生的ＳＩＮ和ＣＯＳ载波信号相乘，组成后输出。

·数模转化模块

最终将数字信号转化为中频模仿调制信号输出，这时的信号带有相对于主钟频率的镜像信号，即输出的模仿信号需求片外滤波。

·时钟模块

时钟模块与外部时钟同步并发生调制部分所需的各种时钟信号。

３．３监控部分

通过ＳＴＥＬ＿２１７６的监控模块串行或并行地接纳外部的装备指令，发送状况信息。对ＳＴＥＬ＿２１７６的监控通过拜访其内部寄存器完结。

４ＳＴＥＬ－２１７６技能特色

ＳＴＥＬ－２１７６运用了全数字调制解调技能，与传统的调制解调器比较，在体系稳定性、可靠性以及传输速率、载波速率和调制形式的灵敏性上占有优势。

４．１高集成度、低功耗的芯片技能

ＳＴＥＬ－２１７６运用０．３５μｍ线宽的ＣＭＯＳ芯片技能，集成度高，进步了体系的稳定性和可靠性；作业电压为较低的＋３．３Ｖ，大大降低了芯片功耗，而在接口处灵敏地供给了可选的Ｉ／Ｏ电压（＋５Ｖ／＋３．３Ｖ）。

４．２宽带ＡＤＣ／ＤＡＣ

这是全数字调制解调技能的标志性技能，尽可能在信号通道的前端将模仿信号转化为数字信号，以充沛发挥数字信号处理技能的效果。

ＳＴＥＬ－２１７６选用了１０ｂｉｔ的ＡＤＣ和ＤＡＣ，能处理近１０ＭＨｚ带宽的模仿信号。因为选用带通采样技能，模仿信号中心频率可达几十兆赫。

４．３运用了ＤＤＳ技能和多速率信号处理算法

全数字调制解调器一般运用ＤＤＳ技能和多速率信号处理算法，使体系在单一的参阅时钟下，能够得到简直接连的各种频率的时钟信号。因为参阅源相同，这些时钟都是频率相关的。运用这些时钟信号，能够得到不同的载波频率、比特速率和操控信号。别的，传输信号在数字基带处理时，运用抽取和内插等多速率信号处理算法完结了信号速率在不同数字处理器间的匹配。这样能够完结传输信号的多速率和调制信号的多形式。

在ＳＴＥＬ－２１７６的运用中充沛体现出这种灵敏性的优势。