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多制式多速率全数字化解调器 曹世文 (西南电于技木研究所6l∞41) 1前言 无线调制解调器是无线通信系统的关键部件之一。国内在解调器的研钶方面大多采用模 拟或基带数字化的设计方法，由于技术路线的原因，不能解决多制式多速率数字化解调的技 术难题。正是基于对目前解调器研制和应用中的不足，我们积极采用当今无线通信技术的最 新概念、思路和方法，开发了该多制式多速率全数字化解调器，该解调器的技术水平属国内 领先地位。 2-r作原理简介 该解调器悬我们新近研制成功姻多铡式低速率数宇化解调器。该设备采用在70瑚z中 频上对多载波信号直接数字化的体倒，选择5iVB-lz范围内的任意数字载波进行数字下变频 DDC变换和数字滤波，从而较好地解决了低速率小载渡群信号解调的中频电路设计难点， 填补了低速率解调的空白。由于采用软件控制和基于数字信号处理的特点．使得解谰器具有 灵括的多调制方式的解调能力。 解调器主要包括中频预处理单元、A／D变换单元、数字调谐单元DQT、数字滤波单元 FIR和数字科斯塔斯环DCL，其结构框图如下： 由于70MtIz中频输入是一个带宽较宽的信号，而采样囊率又不能太高，为了防止A／D 后信号的混叠，必须在A／D以前加抗混叠滤波器，我们选择了5MH≈带宽的输人信号。中 频预处理后经A／D‘变换。AdD变换后的数字信号由DQT中的NCO选取带宽内的某一载 波。实现数字下变颇DDC变换。DQT输出经FIR滤波后，送数字科斯塔斯环DcL完成载 波恢复和符号时钟恢复。并输出经判决后的数据和符号时钟。从而完成信号的解调。同时解 调器还输出3比特的软判输出，从而摄高FEC的译码增益。 ， 首次在解调器的设计中采用带通采样技术实现70MHz中频信号的解调。由于该设备是 全数字化的解调器，因此，中频的数字化是方案设计中遇到的首要问题，也是一直阻扰全数 字化解调器设计的技术障碍。根据奈奎斯特准刚，我们知道A／D采样频率的选取至少是信 号最高频率的两倍。但是，实际中受器件工作频率的限制，不能以70MI-Iz中频带通信号的 最高频率为奈奎斯特准则的参考频率。即使有如此高速的^／D变换，所采集的数据有大量 的冗余。而采用带通采样的原理可以解决经典奈奎斯特采样准则的技术瓶颈。带通采样的采 ·40· 样频率以70MHz中频带通信号的带宽为奈奎斯特准则的参考频率，这样可有效降低采样赛 率，为软件化解凋开辟了新的技术途径。泼技术方案可很容易地扩展到140 MHz中频带姻 信号输入的解凋。 制方式的解润，而且对PSK信号做到速率连续可变．其低端的数据波特率达到12kbp (目前尚无通用的48kbps以下的解调器装备)，FSK也做到多速率。模拟实现的解凋器j 法做到这一点。 实际信号中，低速率信号的解调要求要有窄带的滤波器，特别是对FSK信号的非相j 解调，需要有更好的信噪比。本方案中将采用FIR数字滤波器来选取信号，其阻带衰减i 达160dB，最高级数可达256级，可达到1．2的矩型系数。这样可保证解调器在低速率／J 信号的解调方面发挥优势。 我们基本解决低速率信号解调的假锁问题。我们知道在低速率条件下。解调器普遍存霜 假锁的同题，这在模拟实现的解调器是不好解决的技术难点。原因是模拟实现不能方便地接 取载渡和符号恢复环的动态参数．于是无法判断解调器是否处于假锁状态。全数字化解词亲 的实现方法可以较为方便地提取载波和符号恢复环的动态参数，比如增益误差、载波环频砉 和符号恢复环误差等．从而判定解调器是否处于正确锁状态．否则重新激励载波和符号环主圭 行同步捕获。 已有的解调器装备或是PSK解调器，或是FSK解词器。授有FSK／PSK的解调器。谚 解调器在技术路线上采用了全新的思路，即70MHz中频带通信号的直接数字化。同时在一 个硬件平台上实现了FSK、BPSK、QPSK和OQPSK的解调。由于采用数字处理的方法 解调器的低速率解调性能得到充分的保证。技术上取得了突破，为更高速率和新的调制方叠 的研制开辟了一条新的技术途径。技术效益是十分明显的。 3．主要性能指标 3 1信号输入特性 中频接口频率 70±2．5MHz 中频信号电平 一45dBm～一15dB