发信人: champaign (原野), 信区: ECE
标  题: 可 编 程DSP 在 无 线 电 系 统 中 的 应 用
发信站: 紫 丁 香 (Fri Jan 21 21:23:18 2000), 转信


可 编 程DSP 在 无 线 电 系 统 中 的 应 用
----------------------------------------------------------------------------
----
---- 直 到 最 近 为 止， 具 有 数 字 信 号 处 理（DSP） 功 能 的 无 线 电 产
 品 限 于 处 理 所 检 测 的 基 带 信 号。 但 是 最 近 的 可 编 程DSP 却 提 供
 一 种 直 接 从 接 收 机 的 天 线 取 得 信 号 的 纯 数 字 方 法。
---- 现 有 的 软 件 无 线 电 设 备 采 用 下 列 形 式 之 一。
---- 1 ． 数 字 处 理 只 用 于 基 带 信 号；
---- 2 ． 把 软 件 和 编 程DSP 用 于 无 线 电 信 道 检 测 或 下 变 频 功 能；

---- 3 ． 使 用 特 定 算 法 的DSP 硬 件。
---- 灵 活 性 与 成 本
---- 虽 然 可 编 程DSP 方 法 提 供 了 更 大 的 设 计 灵 活 性， 但 是 其 好
处 却 常 常 要 为DSP 写 一 个 下 变 频 器 软 件 所 付 出 的 代 价 而 抵 消 掉
。 此 外， 所 需 要 的 专 门 知 识 也 不 是 轻 易 就 可 获 得 的。 还 有， 中
 频（IF）RF 数 据 速 率 很 高， 使 得 使 用 任 何 可 编 程DSP 都 有 可 能 达
 到 饱 和。DSP 饱 和 会 使 它 就 失 去 灵 活 性， 而 灵 活 性 正 是 使 用DSP
 的 本 意。 另 外， 除 非 软 件 无 线 电 设 计 的 目 的 是 检 测 非 正 弦 式
 调 制 波 形， 否 则 最 终 的 设 计 将 与 已 提 供 的 任 何 其 它 设 计 是 一
 样 的。
---- 然 而， 还 是 有 解 决 这 些 问 题 的 办 法。 特 定 算 法DSP 硬 件 是 一
 种 提 供 最 大 好 处 的 方 法。
---- Graychip 公 司 的4 信 道 数 字 接 收 机 芯 片GC4014 增 加 了 可 供 蜂 窝
 基 站 使 用 的 信 道 密 度。 该 器 件 是 一 种 供 软 无 线 电 多 信 道 系 统
 使 用 的 特 定 算 法 全 数 字 下 变 频 器。GC4014 有4 个 完 全 相 同 的 下
变 频 器 信 道。 每 一 个 下 变 频 器 都 包 括 一 个 数 字 控 制 振 荡 器（N
CO） 和 一 个 级 联 积 分 电 路 梳 状（CIC） 滤 波 器。 这 两 个 信 号 块 完
 成 下 变 频 器 的 主 要 功 能。NCO 执 行 频 率 变 换 功 能， 而CIC 滤 波 器
 频 带 则 抑 制 有 关 通 带 之 外 的 任 何 镜 频。
---- CIC 滤 波 器 采 用 对 若 干 样 本 进 行 积 分 的 办 法 来 完 成 其 功 能
。 这 种 积 分 减 少 送 往 下 游 和 下 变 频 器 之 外 的 样 本 的 个 数。 样
 本 个 数 的 减 少 使 得 下 游 信 号 处 理 器 可 以 更 好 地 进 行 基 带 处
理。
理。
---- 分 样 后 的 样 本 流 送 往CIC 的 下 游 的 几 个 功 能 块 中 去。 这 些
功 能 块 用 于 改 善 或 改 正 来 自CIC 的 输 出。 所 作 的 事 情 主 要 是 与
 增 加 频 谱 纯 度、 增 益 补 偿 和 增 加 采 样 速 率 分 样 有 关。
---- GC4014 的 一 个 变 型 是Harris Semiconductor 公 司 的HSP50214B DSP 下 变
 频 器。 这 是 一 种 具 有 供 样 本 分 样 用 的CIC 滤 波 器 的 单 路 变 换 器
。 其 优 点 包 括： 经 过 改 进 的 谐 波 性 能 和 灵 活 的 输 出 格 式。
---- 对 于 像ISDN 和T1 之 类 的 通 话 类 应 用 来 说， 在A/D 转 换 器 采 样
定 时 和 离 开 转 换 器 的 基 带 信 号 的 定 时 之 间 常 常 没 有 整 数 关 系
。Harris 公 司 的HSP50214B 用 一 个 采 样 速 率 变 换 器 来 解 决 这 个 问 题
。HSP50214B 所 用 的 两 个 时 钟 可 以 用 来 把 输 入 样 本 流 的 定 时 从 要
 输 出 的 样 本 中 分 离 开 来。
---- 由 于 样 本Z 域 高 频 率 在 采 样 速 率 的 整 数 倍 时 出 现， 所 以 采
 样 速 率 变 换 是 必 要 的。 当 两 个 采 样 速 率 彼 此 不 是 倍 数 时， 角
 频 率 就 是 未 调 准 的。 采 样 速 率 变 换 器 从 每 一 输 入 样 本 的 不 连
 续 的 角 频 率 到 输 出 样 本 的 角 频 率 进 行 内 插。 没 有 这 一 功 能，
 像GrayChip 公 司 的GC4014 之 类 的 器 件 就 必 须 在 基 带 处 理 器 中 完 成
 这 一 功 能。
---- 由 于 数 字 下 变 频 器 的 性 能 与NCO 的 质 量 紧 密 相 关。 所 以， 虽
 然 上 述 两 种 器 件 都 提 供32 位 精 度 频 率 选 择， 但 是 在 其NCO 的 频
 谱 质 量 上 却 有 不 同。Harris 公 司 的NCO 宣 称 具 有 低 于 中 心 频 率-9
8dB 的 频 谱 纯 度， 而Graychip 公 司 的 指 标 是-92dB。 这 两 种 器 件 在 性
 能 上 的 不 同 还 涉 及 到 正 弦 曲 线 样 本 个 数 和 幅 度 分 辩 率。 例 如
，GrayChip 器 件 有14 位 的 查 找 表 而Harris 器 件 有18 位 查 找 表。GrayCh
ip 器 件 有16 位 幅 度 分 辩 率 而Harris 器 件 为16 位， 等 等。
---- 那 些 需 要 软 件 无 线 电 特 性 的 系 统 可 以 用 装 有 专 用 数 字 下
 变 频 器 芯 片 的 各 种 电 路 板 来 制 作。DSP 系 统 板 可 以 用 现 成 的 也
 可 自 行 开 发。
---- Pentek 公 司 的6526 卡 具 有 两 个 独 立 的A/D 输 入。 每 一 输 入 都 可
 通 过16 个 复 杂 数 据 下 变 频 器 通 道 之 一 发 送。 从 每 一 天 线 输 入
 可 以 处 理 多8 个 窄 带 频 率 信 号。 具 有 物 理 上 独 立 的 天 线 的 系
统 可 以 同 时 在8 个 独 立 的 窄 带 频 道 上 完 成8 个 方 向 测 量。Model 6
526 用Texas Instruments 公 司 的TMS320C31 接 收 机 控 制 微 处 理 器 协 调 每
 一 下 变 频 器 和 信 道 格 式 化 器 的 动 作。 该 接 收 机 控 制 处 理 器 根
 据 通 过VME 接 口 发 送 过 来 的 主 处 理 器 命 令 协 调 在 电 缆 管 道 接
口 上 的 样 本 信 息 包 的 传 输。
---- 接 收 机 控 制 器 还 对 窄 带 频 道 进 行 调 谐 和 定 时。 所 有 这 些
行 为 都 由 存 储 在 接 收 机 控 制 器 的 存 储 空 间 内 的RF 信 道 输 入 切
 换 定 时 清 单 来 协 调。 接 收 机 控 制 器 上 的 固 件 可 以 每 隔10 微 秒
 对 哪 个 下 变 频 器 通 道 进 行 调 谐， 对 哪 个 下 变 频 器 通 道 关 断。

---- 频 谱 信 号 处 理 利 用 了HSP50214 的 特 性 以 产 生 具 有PMC 形 状 因
数 的4 通 道 下 变 频 器 模 块。 用 这 种 卡 构 成 的 系 统 接 口 至TMS320C6
X 处 理 器 板， 该 板 在52ms/s 下 接 受 来 自 任 一PCL G.Link A/D 转 换 器 的
25MHz IF 样 本。
25MHz IF 样 本。
---- 4 个Harris 下 变 频 器 中 的 每 一 个 的 控 制 由4 个 基 带TMS320C6X 处
 理 器 中 的 一 个 负 责。 借 助 于 这 种 紧 耦 合 方 法。 不 需 要 把 信 号
 处 理 和 控 制 分 开 进 行。
---- Coryell & Wiprud 公 司 使 用Graychip 公 司 的 下 变 频 器 来 制 作 一 个
 能 够 从4 个RF 信 号 输 入 端 口 同 时 接 收 多 达64 个 窄 频 带 信 号 的 信
 道 处 理 器 结 构 卡。 这 些 输 入 信 号 可 以 用 在125MHz 采 样 速 率 下50
MHz 的 最 大 带 宽 进 行 处 理。 使 得 这 一 方 法 可 行 的 是 子 卡 的 一 种
 扩 大 应 用。6U VME 卡 的 机 械 形 状 因 数 允 许 各 种 子 卡 控 制 输 入 输
 出 数 据 格 式。
---- Spectrum Signal Processing 公 司 和Pentek 公 司 的 卡 的 共 同 特 点 是
 处 理IF 数 字 数 据 样 本， 把 它 们 进 行 下 变 频 并 输 出 到 某 一 固 定
 接 口。 但 是， 由 于 其 子 卡 对 输 出 数 据 的 扩 大 应 用，Coryell & Wip
rud 信 道 处 理 器 结 构 卡 被 用 作 开 关 和 堆 栈。
---- 90% 的 蜂 窝 基 站 仍 在IF 级 使 用 模 拟 接 收 机。 专 用 数 字 变 换
器 在 大 小、 价 格 和 精 度 调 谐 上 都 有 了 改 善。
---- 数 字 调 谐 比 模 拟 调 谐 要 好 上 千 倍。 为 了 在 脑 海 中 有 一 个
明 确 的 概 念， 请 记 住： 模 拟 调 谐 不 会 好 于 加 减100MHz， 而 数 字 调
 谐， 不 论 是Graychip 或Harris 的 下 变 频 器， 都 是 加 减 千 分 之 一 赫
兹， 这 就 是 数 字 调 谐 的 优 势， 专 用 下 变 频 器 比 用 上 一 代DPS 设
计 的 软 件 无 线 电 有 了 改 进。 这 些 软 件 无 线 电 需 要 大 量 可 编 程
DSP 硬 件 作 为 下 变 频 器。 设 计 这 种 类 型 的 软 件 无 线 电 的 例 子 是
 蜂 窝 基 站。 蜂 窝 基 站 的72 个 窄 带 信 道 在 信 道 密 度 上 与 用Coryel
l & Wiprud 单 卡 所 提 供 的 密 度 是 相 同 的。 这 种72 个 信 道 的 系 统 需
 要24 个TMS32C548 和 两 个 作 控 制 用 的32 位RISC 处 理 器。

--
    感情是一个难以驯服的野马
    理智却是一个严厉的马夫

※ 来源:．紫 丁 香 bbs.hit.edu.cn．[FROM: 202.118.228.139]