基于gc5016的wimax系统数字中频设计与实现

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1、Widebandnetwork宽带网络文章编号：1002-8692（2011）07-0078-03基于GC5016的WiMAX系统数字中频设计与实现夏宝平，林云（重庆邮电大学，重庆400065）【摘要】提出了以TI公司GC5016芯片为核心的WiMAX系统数字中频物理层方案，介绍了GC5016 片内部信号处理过程，根据802.16e相关协议，以数字上变频为例配置GC5016芯片内部参数值，并用Matlab对芯片内部的FIR 和CIC数字滤波器幅频特性进行仿真。在实际中频硬件上对数字中频的功能进行测试验证。测试结果表明，GC5016 WiM

2、AX芯片内部结构，并分析芯在系统中作为数字上下变频器可以满足相关性能的要求。【关键词】GC5016；数字上变频器；数字滤波器；数字中频；WiMAX【中图分类号】TN929.5【文献标识码】ADesignandImplementationofDigitalIFBasedonGC5016inWiMAXSystemXIABaoping,LINYun（ChongqingUniversityofPostsandCommunications,Chongqing400065,China）【Abstract】InWiMAXsystem,thephysic

3、allayerofdigitalintermediatefrequency,whichcoreisGC5016ofTI companyisproposed.TheinternalstructureinGC5016chipisintroducedinthispaper,andthesignalprocessingof thechipisalsoanalyzed.Accordingtorelevantagreementsof802.16eandtakingthedigitalupconverterasan exampletoconfigure

4、internalparametersofthechip.ThemagnitudeandfrequencycharacteristicofFIRandCICare simulatedbyusingMatlab.Thefunctionofthedigitalintermediatefrequencyisverifiedbytestingonintermediate frequencyhardware.ThetestingresultsshowthatGC5016asthedigitalupanddownconverterintheWiMAXs

5、ystem canmeettherelevantperformancerequirement.【Keywords】GC5016;DUC;digitalfilter;digitalintermediatefrequency;WiMAX0引言WiMAX是基于IEEE802.16e标准的宽带无线接入城域网技术，而802.16e作为一个新兴的无线城域网技术标准，可以在广阔的地域范围内提供“最后一英里”的宽带接入以及更好的移动性[1]。数字中频是WiMAX系统的重要组成部分，是连接基带和射频之间的桥梁。系统数字上变频的功能是将1中频模块的设计方案基

6、于GC5016的WiMAX系统数字中频设计方案如图1所示。输入的低速率数字基带信号转换成高速率的数据信号，并且把数据信号通过相关技术搬移到更高的频率上。相反，数字下变频是从接收到的宽带高速数据流的信号中提取出所需的数据信号，再下变频为数字基带信号，并转换成低速的数据流，便于后续DSP的进一步处理[2-3]。GC5016芯片是TI公司推出的一款宽频带4通道的可编程数字上/下变频转换器，是业界第一颗单晶片数字上变频器及数字下变频器，是为了满足高速、宽带的数字信号处理而设计，提供高达160MHz时钟、杰出的3G性能、灵活的宽带数字滤波、多个输入

7、与输出接口选项以及超低功耗[4]。图1是该方案数字中频物理层模块，实线箭头表示数据信号的传输，虚线箭头表示控制信号的传输，虚框表示GC5016芯片的数字上/下变频模块，箭头上的数字表示数据的比特位数。对于上变频而言，DUC是数字上变频转换模块，其内部信号处理过程主要包括提高采样率、通道滤波、频谱上搬。输入到DUC模块的两路信号是IQ信号，分别是基金项目：国家自然科学基金项目（60872037）；航天“十一五”预研项目（E2007-08）782011年第35卷第07期（总第357期）Widebandnetwork宽带网络基带系统发送的OFD

8、M符号的同向分量和正交分量。DAC5662为数模转换器，将DUC模块输出的数字调制信号转换成模拟信号，然后输出到射频模块。数据信号经射频模拟调制及功率放大后由天线通过载波发射出去。同理，接收天