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全數字調制解調器STEL-2176在非對稱(chēng)傳輸系統中的應用
摘要：介紹了全數字調制解調器STEL-2176的結構、功能及技術(shù)特點(diǎn)，給出了它在點(diǎn)對多點(diǎn)寬帶無(wú)線(xiàn)接入系統中的應用實(shí)例。在該系統中，使用STEL-2176作為用戶(hù)站的調制解調器，采用非對稱(chēng)傳輸模式，實(shí)現了16QAM信號的數字解調和QPSK信號的數字調制。１ 非對稱(chēng)傳輸
寬帶無(wú)線(xiàn)接入系統中通常采用點(diǎn)對多點(diǎn)的基站／用戶(hù)站模式。在大多數情況下，基站到用戶(hù)站的下行數據量遠大于用戶(hù)站到基站的上行數據量，如果上下行占用同樣的資源，勢必造成浪費。
在ＴＤＭＡ／ＦＤＤ方式中，一種可行的傳輸模式是：上行數據采用突發(fā)數據包的方式，采用調制效率相對低的調制方式（如ＱＰＳＫ）；下行數據采用廣播的方式，采用調制效率相對高的調制方式（如１６ＱＡＭ）。這種非對稱(chēng)傳輸的優(yōu)點(diǎn)是：一方面，可以根據用戶(hù)的實(shí)際需求實(shí)現動(dòng)態(tài)分配帶寬以提高頻譜利用效率；另一方面，減少了上行信號每符號傳輸的比特數，從而降低了基站突發(fā)解調算法的難度。
能滿(mǎn)足以上要求的用于用戶(hù)站的調制解調器必須具備這樣的性能：既能解調高調制效率（如１６ＱＡＭ）的寬帶連續信號，同時(shí)又能調制相對低調制效率（如ＱＰＳＫ）的寬帶突發(fā)信號。開(kāi)發(fā)ＳＴＥＬ－２１７６是一個(gè)很好的選擇。
２ ＳＴＥＬ－２１７６簡(jiǎn)介
ＳＴＥＬ－２１７６是一款全數字調制解調芯片，兼容ＩＥＥＥ８０２．１４、ＭＣＮＳ和ＤＡＶＩＣ等標準。解調部分可直接輸入高達５０ＭＨｚ的中頻模擬信號，信號帶寬可達８ＭＨｚ，可解調１６／６４／２５６ ＱＡＭ的連續信號；調制部分可輸出５ＭＨｚ～６５ＭＨｚ的連續／突發(fā)信號，調制方式可以是ＢＰＳＫ／ＱＰＳＫ／１６ＱＡＭ，速率最高可達４０Ｍｂｐｓ（１６ＱＡＭ）。
３ ＳＴＥＬ－２１７６內部結構
３．１解調部分
圖１為ＳＴＥＬ－２１７６解調部分的內部結構，主要由ＡＤＣ（模數轉換）模塊、ＤＤＣ（數字下變頻）／ＡＦＣ（自動(dòng)頻率控制）／ＡＧＣ（自動(dòng)增益控制）模塊、濾波與時(shí)鐘恢復模塊、自適應均衡、ＦＥＣ（前向糾錯編碼）模塊和時(shí)鐘模塊等組成。
·ＡＤＣ模塊
模數轉換模塊接收輸入ＳＴＥＬ－２１７６的中心頻率為最高可達５０ＭＨｚ的中頻模擬信號，經(jīng)過(guò)帶通抽樣后得到中心頻率為６ＭＨｚ～７ＭＨｚ的亞中頻數字信號。
·ＤＤＣ／ＡＦＣ／ＡＧＣ模塊
ＡＦＣ對信號載波進(jìn)行粗估，再由后端的自適應均衡器反饋回來(lái)的載波誤差信號細調載波本振頻率，以得到相關(guān)的載波。ＤＤＣ接收６ＭＨｚ～７ＭＨｚ亞中頻數字信號，通過(guò)相關(guān)的載波解調出Ｉ、Ｑ兩路基帶信號。同時(shí)輸出ＡＧＣ控制信號，用來(lái)控制片外的中頻、射頻模擬信號的信號強度。
·濾波與時(shí)鐘恢復模塊
Ｉ、Ｑ兩路基帶信號經(jīng)ａｌｐｈａ＝０．１２～０．２０的ＳＲＲＣ（均方根升余弦）濾波器消除碼間干擾，再從信號中恢復符號速率，誤差小于１００ＰＰＭ。
·自適應均衡
自適應均衡除了能消除信道的各種干擾（多徑效應、調幅性干擾、調頻性干擾、相位噪聲等），還反饋載波誤差信號，以細調載波的相差和小的頻差。
·ＦＥＣ模塊
前向糾錯編碼模塊接收解調出的Ｉ、Ｑ兩路信號，進(jìn)行星座點(diǎn)映射，恢復數據，再對應于調制端解出幀結構，依次進(jìn)行解交織、信道解碼（ＲＳ碼）、解擾，以串行或并行方式輸出原始信號，可以輸出ＭＰＥＧ－２結構的信號。
·時(shí)鐘模塊
時(shí)鐘模塊由采樣鐘和恢復出的符號鐘產(chǎn)生解調部分所需的各種時(shí)鐘信號。
３．２ 調制部分
圖２為ＳＴＥＬ－２１７６調制部分的內部結構，主要由數據接收及信道編碼模塊、星座點(diǎn)映射模塊、ＦＩＲ濾波器及內插濾波器、調制模塊、ＤＡＣ（數模轉換）模塊、時(shí)鐘模塊等組成。
·數據接收及信道編碼模塊
接收串行輸入的原始數據，進(jìn)行信道編碼（ＲＳ碼），包括交織和加擾，這些處理都是可選的。
·星座點(diǎn)映射模塊
將串行比特流映射到指定星座圖的星座點(diǎn)上，分Ｉ、Ｑ兩路輸出。
·ＦＩＲ濾波器及內插濾波器
Ｉ、Ｑ兩路信號分別通過(guò)成形濾波器（３２級的ＦＩＲ濾波器）濾波后，輸出到內插濾波器。內插濾波器大大提高了信號的采樣頻率，以滿(mǎn)足大于２倍的載波信號的要求，與正交調制所需的速率相匹配。
·調制模塊
調制模塊由ＤＤＳ（直接數字合成器）和乘法器構成的正交調制器。Ｉ、Ｑ兩路信號分別與ＤＤＳ產(chǎn)生的ＳＩＮ和ＣＯＳ載波信號相乘，合成后輸出。
·數模轉換模塊
最后將數字信號轉換為中頻模擬調制信號輸出，這時(shí)的信號帶有相對于主鐘頻率的鏡像信號，即輸出的模擬信號需要片外濾波。
·時(shí)鐘模塊
時(shí)鐘模塊與外部時(shí)鐘同步并產(chǎn)生調制部分所需的各種時(shí)鐘信號。
３．３ 監控部分
通過(guò)ＳＴＥＬ＿２１７６的監控模塊串行或并行地接收外部的配置命令，發(fā)送狀態(tài)信息。對ＳＴＥＬ＿２１７６的監控通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)其內部寄存器實(shí)現。
４ ＳＴＥＬ－２１７６技術(shù)特點(diǎn)
ＳＴＥＬ－２１７６運用了全數字調制解調技術(shù)，與傳統的調制解調器相比，在系統穩定性、可靠性以及傳輸速率、載波速率和調制模式的靈活性上占有優(yōu)勢。
４．１ 高集成度、低功耗的芯片技術(shù)
ＳＴＥＬ－２１７６使用０．３５μｍ線(xiàn)寬的ＣＭＯＳ芯片技術(shù)，集成度高，提高了系統的穩定性和可靠性；工作電壓為較低的＋３．３Ｖ，大大降低了芯片功耗，而在接口處靈活地提供了可選的Ｉ／Ｏ電壓（＋５Ｖ／＋３．３Ｖ）。
４．２ 寬帶
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