多模多制式调制信号发生技术

　　摘要：随着通信行业以及数字技术的不断发展，市场上经常需要多模通信信号或多制式数字调制信号发生器，本文介绍了采用软件无线电思想，基于“DDR2+FPGA+DAC+DDS+宽带调制器”的硬件结构的信号发生装置，实现了TD-SCDMA、WCDMA、TD-LTE、FDD-LTE等多模信号以及BPSK、QPSK、OQPSK、DQPSK、8PSK、16QAM、32QAM、64QAM、2FSK、4FSK、GMSK等数字调制信号的发生，能很好满足现代信号模拟的实际需求。

　　1 引言

　　本设计针对市场的实际需求以及多模通信信号和多制式数字调制信号的特点，设计了以FPGA为主，“DDR2+FPGA+DAC+DDS+宽带调制器”为硬件架构的多模多制式通信矢量信号发生装置，利用FPGA可编程的特点，在尽量简化硬件设计的情况下，可以发射TD-SCDMA、WCDMA、TD-LTE、FDD-LTE等多模信号，发射BPSK、QPSK、OQPSK、DQPSK、8PSK、16QAM、32QAM、64QAM、2FSK、4FSK、GMSK等多调制格式数字调制信号，并可以将用户数据灌入DDR2，根据用户实际需要发出，实现复杂信号模拟的功能。

　　2 设计目的

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

　　(2)多制式调制信号：

　　● 调制格式：BPSK、QPSK、OQPSK、DQPSK、8PSK、16QAM、32QAM、64QAM、2FSK、4FSK、GMSK;
　　● 码元速率：2ksps~40Msps;
　　● 滤波类型RC、RRC、GAUSS;
　　● α因子/bt：0.2~1。

　　(3)用户数据发射。

　　(4)将上述信号调制到相应的载波上。

　　3 硬件设计实现

　　随着FPGA器件的快速发展，其高速大容量可编程的特点使其得到广泛应用，对多模多制式的设计需求需要选用FPGA进行设计，它主要完成数字信号处理工作。另外，由于TD-LTE、FDD-LTE的高数据量高速的要求，需要DDR2作为多模信号或用户数据的存储介质。在基带信号发生后,还需要将其DAC转换后用宽带正交调制器调制到各自载波上发射。另外，多模多制式信号的发生需要不同码元速率的设计，需要选用DDS分频出高分辨率可变时钟。所以该设计选用“DDR2+FPGA+DAC+DDS+宽带调制器”硬件架构，其框图如图1。

　　4 FPGA设计实现

　　该设计的重点是对多模多制式调制信号进行数字信号处理，由FPGA完成，包括多模信号或用户数据的插值、FIR成型滤波、CIC插值等处理;以及多制式信号的伪随机信号产生、映射、插值、FIR成型滤波、频偏系数生成、DDS及CIC插值等处理。FPGA处理流程见图2。