摘要：介绍了Intersil公司推出的可编程数字上变频器HSP50415的结构、功能和特点，给出了HSP50415在数字上变频应用中与TMS320VC5509的接口电路。

     关键词：软件无线电；数字上变频；数字调制；HSP50415

１ 引言

软件无线电技术已在当今无线通信中得到了迅猛发展，并逐渐成为通信领域一个新的发展方向。软件无线电的基本思想是在一个通用的硬件平台上，通过软件加载的方式用软件实现所有无线电台的功能。软件无线电的理想结构是将Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ尽可能地靠近天线。考虑到目前Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ的带宽及ＤＳＰ的处理能力，一般采用中频采样的软件无线电结构。

图1

２ ＨＳＰ５０４１５的功能和特点

２．１ ＨＳＰ５０４１５的内部结构和功能

ＨＳＰ５０４１５由２５６深度的ＦＩＦＯ数据缓冲器、星座映射器、成形和内插滤波器、复数乘法器、符号率ＮＣＯ、载波ＮＣＯ及双路ＤＡＣ组成。其内部组成如图１所示。各组成部分的功能如下：

前端数据输入模块：ＨＳＰ５０４１５的信号输入管脚是ＤＩＮ(０～１５)、ＩＳＴＲＢ、ＴＸＥＮ和ＤＡＴＡＣＬＫ。数据输入有两种方式：一种是固定符号速率传输方式，一种是猝发传输方式。在固定符号速率传输方式下，数据将以２倍采样率进入数据缓冲区，缓冲区为２５６×３２ｂｉｔ的ＦＩＦＯ。一旦一对Ｉ和Ｑ数据进入ＦＩＦＯ，数据会以采样率读出。因为ＦＩＦＯ完成了一个串并变换，将一路信号变换成Ｉ和Ｑ两路信号，因此输入端数据率是输出端的２倍。在猝发方式下，当数据满或半满时，ＦＩＦＯ的标志位可触发ＤＳＰ的中断，通知ＤＳＰ停止发数据，这时可读数据。Ｉ／Ｏ输入时序如图２所示。

星座映射图：星座映射图中有一个用户可编程查找表（２５６×８ｂｉｔ ＲＡＭ），这个查找表仅支持Ｉ／Ｑ最大位宽为４ｂｉｔ(２５６ＱＡＭ)的数据，可完成各种正交的ＰＭ和ＡＭ基带码映射。Ｉ和Ｑ数据合并成８ｂｉｔ的数据作为地址去查表，得到映射数据并以Ｉｏｕｔ＜３:０＞和Ｑｏｕｔ＜３:０＞的形式输出，如图３所示。

    成形滤波器：成形滤波器的基本内插率为×４、×８或×１６。此外，还有一个可选的２ｂｉｔ模式以供用户将抽样率减少１／２。成形滤波器的运算由移位累加来完成，其最大输入采样率为ＭＩＮ((ＣＬＫ×２×２＾ｔｗｏＢｉｔＭｏｄｅ)／(＃ｂｉｔ×ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎＲａｔｅ)，ＣＬＫ／４)。若使用２ｂｉｔ模式，则式中ｔｗｏＢｉｔＭｏｄｅ为１，否则为０，＃ｂｉｔ为输入数据的位数，ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎＲａｔｅ为内插率。

半带滤波器：半带滤波器的内插率为２，由于其系数在偶数点上为零，因此可将计算量减少一倍。

内插滤波器：内插滤波器将半带滤波器的输出采样率插值到最终的采样率Ｆｓｏｕｔ。

数控振荡器（ＮＣＯ）：为内插滤波器提供时钟，并允许输入和输出采样率有非整数倍关系。

乘法器：把基带信号调制到可编程中频上。

输出模块：ＨＳＰ５０４１５内部集成了双路１２位ＤＡＣ，并由ｘ／ｓｉｎｘ滤波器提供滚降补偿，可以实现模拟输出。另外还提供了１４位数字输出。

２．２ ＨＳＰ５０４１５的特点

ＨＳＰ５０４１５是一个功能强大的可编程调制器，编程十分灵活，信号的极性可以通过编程来改变，内部集成了高速Ｄ／Ａ转换器，性价比较高。ＨＳＰ５０４１５具有功耗低、 精度高、可靠性强等优点，其主要性能参数如下：

●最高输出采样率达１００ＭＨｚ鍎最高输入数据率达２５ＭＨｚ。

●编程载波ＮＣＯ和符号ＮＣＯ均为３２位，精度高。

●ｘ／ｓｉｎｘ滚降补偿。

●每路有四片６４×７２位的ＦＩＲ滤波器，其系数ＲＡＭ可由Ｉｎｔｅｒｓｉｌ公司提供的软件来产生。

●成形滤波器的内插率可编程设置，达２４个符号间隔，半带滤波器和内插滤波器的系数是固定的。

        摘要：介绍了Intersil公司推出的可编程数字上变频器HSP50415的结构、功能和特点，给出了HSP50415在数字上变频应用中与TMS320VC5509的接口电路。

     关键词：软件无线电；数字上变频；数字调制；HSP50415

１ 引言

软件无线电技术已在当今无线通信中得到了迅猛发展，并逐渐成为通信领域一个新的发展方向。软件无线电的基本思想是在一个通用的硬件平台上，通过软件加载的方式用软件实现所有无线电台的功能。软件无线电的理想结构是将Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ尽可能地靠近天线。考虑到目前Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ的带宽及ＤＳＰ的处理能力，一般采用中频采样的软件无线电结构。

图1

２ ＨＳＰ５０４１５的功能和特点

２．１ ＨＳＰ５０４１５的内部结构和功能

ＨＳＰ５０４１５由２５６深度的ＦＩＦＯ数据缓冲器、星座映射器、成形和内插滤波器、复数乘法器、符号率ＮＣＯ、载波ＮＣＯ及双路ＤＡＣ组成。其内部组成如图１所示。各组成部分的功能如下：

前端数据输入模块：ＨＳＰ５０４１５的信号输入管脚是ＤＩＮ(０～１５)、ＩＳＴＲＢ、ＴＸＥＮ和ＤＡＴＡＣＬＫ。数据输入有两种方式：一种是固定符号速率传输方式，一种是猝发传输方式。在固定符号速率传输方式下，数据将以２倍采样率进入数据缓冲区，缓冲区为２５６×３２ｂｉｔ的ＦＩＦＯ。一旦一对Ｉ和Ｑ数据进入ＦＩＦＯ，数据会以采样率读出。因为ＦＩＦＯ完成了一个串并变换，将一路信号变换成Ｉ和Ｑ两路信号，因此输入端数据率是输出端的２倍。在猝发方式下，当数据满或半满时，ＦＩＦＯ的标志位可触发ＤＳＰ的中断，通知ＤＳＰ停止发数据，这时可读数据。Ｉ／Ｏ输入时序如图２所示。

星座映射图：星座映射图中有一个用户可编程查找表（２５６×８ｂｉｔ ＲＡＭ），这个查找表仅支持Ｉ／Ｑ最大位宽为４ｂｉｔ(２５６ＱＡＭ)的数据，可完成各种正交的ＰＭ和ＡＭ基带码映射。Ｉ和Ｑ数据合并成８ｂｉｔ的数据作为地址去查表，得到映射数据并以Ｉｏｕｔ＜３:０＞和Ｑｏｕｔ＜３:０＞的形式输出，如图３所示。

    成形滤波器：成形滤波器的基本内插率为×４、×８或×１６。此外，还有一个可选的２ｂｉｔ模式以供用户将抽样率减少１／２。成形滤波器的运算由移位累加来完成，其最大输入采样率为ＭＩＮ((ＣＬＫ×２×２＾ｔｗｏＢｉｔＭｏｄｅ)／(＃ｂｉｔ×ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎＲａｔｅ)，ＣＬＫ／４)。若使用２ｂｉｔ模式，则式中ｔｗｏＢｉｔＭｏｄｅ为１，否则为０，＃ｂｉｔ为输入数据的位数，ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎＲａｔｅ为内插率。

半带滤波器：半带滤波器的内插率为２，由于其系数在偶数点上为零，因此可将计算量减少一倍。

内插滤波器：内插滤波器将半带滤波器的输出采样率插值到最终的采样率Ｆｓｏｕｔ。

数控振荡器（ＮＣＯ）：为内插滤波器提供时钟，并允许输入和输出采样率有非整数倍关系。

乘法器：把基带信号调制到可编程中频上。

输出模块：ＨＳＰ５０４１５内部集成了双路１２位ＤＡＣ，并由ｘ／ｓｉｎｘ滤波器提供滚降补偿，可以实现模拟输出。另外还提供了１４位数字输出。

２．２ ＨＳＰ５０４１５的特点

ＨＳＰ５０４１５是一个功能强大的可编程调制器，编程十分灵活，信号的极性可以通过编程来改变，内部集成了高速Ｄ／Ａ转换器，性价比较高。ＨＳＰ５０４１５具有功耗低、 精度高、可靠性强等优点，其主要性能参数如下：

●最高输出采样率达１００ＭＨｚ鍎最高输入数据率达２５ＭＨｚ。

●编程载波ＮＣＯ和符号ＮＣＯ均为３２位，精度高。

●ｘ／ｓｉｎｘ滚降补偿。

●每路有四片６４×７２位的ＦＩＲ滤波器，其系数ＲＡＭ可由Ｉｎｔｅｒｓｉｌ公司提供的软件来产生。

●成形滤波器的内插率可编程设置，达２４个符号间隔，半带滤波器和内插滤波器的系数是固定的。