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突发解调器在宽带无线接入系统中的应用

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作者：赵群 王登 梅顺良
摘要：对突发解调器STEL-9257的结构和功能作了较具体的介绍，并给出了它在点对多点宽带无线接入系统中的应用实例 。
在该系统中使用STEL-9257作为基站的上行突发解调器，实现了差分QPSK信号的突发解调 。
要害词：数字微波传输QPSK解调突发解调差分解调
1; STEL-9257简介
在宽带无线接入系统中，经常使用基站到用户站模式的点对多点TDMA方式 。此时，上行数据（由用户站到基站）采用突发数据包的方式 。为了提高频谱利用率，一方面采用某些调制效率比较高的调制方式（如QPSK、16QAM等）提高每个符号传输的比特数；另一方面，要求基站的解调具同步时间短、突发包之间保护间隔时间短的特性，以减少冗余比特，进一步提高频谱利用率 。基站的突发解高性能经常直接决定了点对多点宽带无线接入系统的上行传输速率 。另外，由于现今宽带无线接入系统中多种不同业务同时传输的要求，使得用户站的带宽分配（TDMA系统中即为时隙分配）不能再采用固定带宽分配方法，而要求根据用户的实际需求动态分配带宽 。这就要求基站的突发解调能够随着用户站的带宽（时隙）分配的变化这次时解调不同长度突发包 。
图1; STEL-9257内部结构
STEL-9257是一款能很好满足以上要求的差分QPSK突发解调器，与IEEE802.14、MCNS和DAVIC解标准兼容，可直接输入5MHz～65MHz中频信号，解调速率最高可达5.12Mbps 。STEL-9257采用固定前置码（4种，长度为14或16个码元周期），大大缩短了同步的时间并节省了独特字所需的系统开销 。STEL-9257所要求的突发包之间保护间隔最小为4个码元周期（当采用可变长度突发包模式时为11个码元周期） 。
2; STEL-9257的内部结构
图1为STEL-9257的内部结构，主要由变频模块、解调模块和微处理器模块组成 。
(1)变频模块
变频模块将输入STEL-9257的载频为5MHz～65MHz的中频信号下变频后再通过声表面滤波器滤波输入解调模块 。
(2)解调模块
解调模块由四部分功能电路组成：数字处理电路、解调制电路、同步和估计电路以及时钟和控制电路 。
数字处理电路首先对输入的模拟信号进行采样，再对数字采样信号进行滤波和抽取，而后将数字信号输出到下级处理模块 。STEL-9257要求传输的基带信号频谱为alpha=0.25～0.30的均方根余弦 。FIR滤波器的互相关系数见图2 。
(3)微处理器模块
微处理器模块通过串口接收外部的配置命令 。当外部Reset启动后，微处理器模块将对变频模块和数字解调模块进行配置 。
3; STEL-9257功能介绍
STEL-9257使用固定前置码（14或16个码元）以缩短捕捉时间，提高频谱利用率；使用差分编码消除相位模糊度；对长突发包进行比特跟踪同步以避免失步 。STEL-9257可以解调输入载波频率范围为5MHz～65MH、固定长度或可变长度的TDMA或FDMA信号 。
3.1突发包长度选择
STEL-9257可以工作在固定长度突发包模式或可变长度突发包模式 。在固定长度突发包模式中可以设置6种不同的突发包长度，用户可以通过模式控制引脚进行快速切换 。固定长度突发包工作模式要求相邻两突发包之间保护间隔长度不小于4个码元周期 。
图3; STEL-9257输出时序
在可变长度突发包工作模式，无需设置突发包的长度，STEL-9257将自动检测突发包的结束 。但是，此时STEL-9257输出的数据有效（DataValid）信号并不能准确给出突发包的结尾，而会在突发包结束后延迟数个比特给出 。由于系统中数据链路层带宽分配的要求，数据链路层总是知道此时接收的突发包长度，因此，突发包的准确结尾将由系统判定 。可变长度突发包工作模式要求相邻两突发包之间保护间隔长度不小于11个码元周期 。

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