本技术介绍了一种采用优化映射调制技术的数字射频发射机。该技术包含插值单元,旨在提升基带信号的采样率,以产生中频信号;以及直角坐标到极坐标的转换单元,用于提取中频信号的幅度和相位信息。
背景技术
面对无线电频谱资源日益紧张和新兴通信标准迭代更新的局面,通信网络面临着优化频谱利用和适应多样化技术需求的双重挑战。特别是在5G及未来6G技术的推进下,对高效率的频谱使用、低延迟通信和海量设备接入能力提出了更高的要求,并且随着物联网和工业互联网的快速发展,对不同应用场景下的定制化通信解决方案需求日增。在这种背景下,部署能够同时支持多种规格和标准、具备载频可变性和高度可重构性的无线电发射机显得尤为关键。
为了实现这种新的部署,发射机的物理层必须能够支持多频、多速率、多标准信号的同时传输。传统模拟射频发射机的设计和构建依赖于针对特定信号类型和通信标准优化的固定硬件架构。其包含的器件和电路系统限制了信号的带宽和传输速率,并且只能通过物理硬件的更换来适配新的频段或标准,部署和维护成本较高,缺乏灵活性和适应性。在这一背景下,数字射频发射机的概念被提出,它利用软件定义无线电(SDR)技术,将基带信号处理、信号编码以及搬频操作等置于数字域中处理,通过软件更新即可适应新的通信协议和频率需求,无需更改硬件,可实现高度灵活性与可重构性,支持多频、多速率、多标准信号传输,降低了更新成本,提高部署效率与性能。
位宽调制技术是数字发射机的核心,除了常见的DSM调制技术、PWM调制技术外,现有公开号CN114826291A的专利申请提出了映射调制技术,它依据查找表(Look-Up-Table,LUT)实现中频复数信号和射频脉冲的映射,运算简便,大大减少了乘法器的资源消耗。同时,基于映射调制技术的数字射频发射机具有可灵活变频、结构简单、DSP(Digital SignalProcessor,数字信号处理)资源消耗低、输出信号性能指标好等特点。
然而,为满足实际应用场景对传输速度、系统动态范围和信噪比等方面提出的高要求,输入信号的位宽可能需要增加。公开号CN114826291A的专利申请提出的方案中LUT规模随信号位宽的增加而呈指数增长,功耗也会随位宽的增加而增加。这将导致过多的存储资源消耗,增加了系统实现的复杂性,提高了设备电路面积与成本,甚至在一些情况下超出了常见RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)的最大容量,无法在FPGA(FieldProgrammable Gate Array,现场可编程门阵列)上实现。
实现思路