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软件无线电是将模块化、标准化的硬件单元以总线方式连接构成的基本平台,并通过软件加载实现各种无线通信功能的一种开放式体系结构。但由于在功能的实现上受A/D芯片,D/A芯片的限制,还存在软件化要求同硬件处理速度之间的矛盾,很难实现全部功能的软件化。在已有的各种解决方案中,加入中频模块并在中频使用变频技术方案具有典型性。
基于IEEE802.16e的WiMAX无线城域网采用了以OFDM(正交频分复用)为主的调制技术,高数据传输速率和较强的系统灵活性等特点使系统对实时性有着较高的要求。在WiMAX系统中,数字中频处理是其重要的组成部分,通过处理可以实现对射频信号的频谱搬移和速度转换,以保证数字信号处理芯片的及时处理,它是连接基带模块和射频模块之间的桥梁,因此数字中频技术对系统的实现起着重要作用。
本文是“基于WiMAX的宽带无线接入系统”项目开发的一部分,设计并实现了WiMAX宽带无线接入系统的数字中频模块。论文工作主要包括数字中频硬件设计、控制软件设计与实现、调试分析三部分。
对于数字中频的电路设计及硬件实现,首先给出了中频的原理和结构,接着讨论了中频所用芯片的选型和功能,最后是中频板的电路设计和接口设计。
在控制软件的设计实现部分。针对采用的开发平台和开发环境,进行软件的总体设计,详细给出了对射频模块、中频模块的控制软件实现,以及与基带的交互部分的软件实现。
最后,在项目自主设计的中频硬件平台上与基带和射频硬件平台联合调试,完成对WiMAX系统数字中频的测试和仿真,并给出测试结果。试验结果表明,该数字中频模块达到设计指标,具有良好的性能。