全数字调制解调器STEL-2176在非对称传输系统中的应用

    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

宽带无线接入系统中通常采用点对多点的基站／用户站模式。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，如果上下行占用同样的资源，势必造成浪费。

在ＴＤＭＡ／ＦＤＤ方式中，一种可行的传输模式是：上行数据采用突发数据包的方式，采用调制效率相对低的调制方式（如ＱＰＳＫ）；下行数据采用广播的方式，采用调制效率相对高的调制方式（如１６ＱＡＭ）。这种非对称传输的优点是：一方面，可以根据用户的实际需求实现动态分配带宽以提高频谱利用效率；另一方面，减少了上行信号每符号传输的比特数，从而降低了基站突发解调算法的难度。

能满足以上要求的用于用户站的调制解调器必须具备这样的性能：既能解调高调制效率（如１６ＱＡＭ）的宽带连续信号，同时又能调制相对低调制效率（如ＱＰＳＫ）的宽带突发信号。开发ＳＴＥＬ－２１７６是一个很好的选择。

２ ＳＴＥＬ－２１７６简介

ＳＴＥＬ－２１７６是一款全数字调制解调芯片，兼容ＩＥＥＥ８０２．１４、ＭＣＮＳ和ＤＡＶＩＣ等标准。解调部分可直接输入高达５０ＭＨｚ的中频模拟信号，信号带宽可达８ＭＨｚ，可解调１６／６４／２５６ ＱＡＭ的连续信号；调制部分可输出５ＭＨｚ～６５ＭＨｚ的连续／突发信号，调制方式可以是ＢＰＳＫ／ＱＰＳＫ／１６ＱＡＭ，速率最高可达４０Ｍｂｐｓ（１６ＱＡＭ）。

３ ＳＴＥＬ－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（模数转换）模块、ＤＤＣ（数字下变频）／ＡＦＣ（自动频率控制）／ＡＧＣ（自动增益控制）模块、滤波与时钟恢复模块、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

模数转换模块接收输入ＳＴＥＬ－２１７６的中心频率为最高可达５０ＭＨｚ的中频模拟信号，经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馈回来的载波误差信号细调载波本振频率，以得到相关的载波。ＤＤＣ接收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。同时输出ＡＧＣ控制信号，用来控制片外的中频、射频模拟信号的信号强度。

·滤波与时钟恢复模块

Ｉ、Ｑ两路基带信号经ａｌｐｈａ＝０．１２～０．２０的ＳＲＲＣ（均方根升余弦）滤波器消除码间干扰，再从信号中恢复符号速率，误差小于１００ＰＰＭ。

·自适应均衡

自适应均衡除了能消除信道的各种干扰（多径效应、调幅性干扰、调频性干扰、相位噪声等），还反馈载波误差信号，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收解调出的Ｉ、Ｑ两路信号，进行星座点映射，恢复数据，再对应于调制端解出帧结构，依次进行解交织、信道解码（ＲＳ码）、解扰，以串行或并行方式输出原始信号，可以输出ＭＰＥＧ－２结构的信号。

    ·时钟模块

时钟模块由采样钟和恢复出的符号钟产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，主要由数据接收及信道编码模块、星座点映射模块、ＦＩＲ滤波器及内插滤波器、调制模块、ＤＡＣ（数模转换）模块、时钟模块等组成。

·数据接收及信道编码模块

接收串行输入的原始数据，进行信道编码（ＲＳ码），包括交织和加扰，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