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1 引言
工程實踐中，我們往往需要對所設計的硬件電路進行設計檢驗以保證其正常運作，從而才能進一步支持基于該硬件的復雜程序的正確調(diào)試。這樣，特定的相應測試系統(tǒng)設計就顯得尤為重要，不僅可以保證硬件的健康度，更能提高整個調(diào)試過程的效率，方便檢測出相關(guān)錯誤。針對增補轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)（ Gapfiller）中 QPSK解調(diào)程序調(diào)試的需求，分別對發(fā)射及接收電路設計了基于可編程邏輯器件（FPGA）的測試程序。為了保證其更強的糾錯性和更可靠的驗證能力，測試系統(tǒng)的設計原則應當是愈簡易且愈典型為佳。目前國內(nèi)對于 QPSK調(diào)制解調(diào)的基本原理、具體實現(xiàn)以及解調(diào)中所涉及的載波同步問題都已有很深入的研究，而本文對此并不作過多討論，僅僅是借助于一種昀簡易的 QPSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)來進一步闡述硬件設計檢驗的系統(tǒng)實現(xiàn)和測試方法，并昀終以解調(diào)的誤碼率大小作為本次檢驗的參照指標。
2 預失真技術(shù)簡介
采用 QPSK等非恒定包絡調(diào)制技術(shù)，這就對射頻前端的功率放大器的線性度提出了較高的要求，否則會引起非線性失真，信號頻譜擴展進而產(chǎn)生鄰道干擾，導致接收端的 BER性能下降。即使 RF功率放大器能線性放大，這也會嚴重降低發(fā)射機的效率。而數(shù)字預失真技術(shù)不僅能有效改善交調(diào)分量的特性，而且他的電路結(jié)構(gòu)簡單，功耗小，成本低。
為使該測試系統(tǒng)能夠更有效的檢測出待測硬件的性能優(yōu)劣，我們在發(fā)射系統(tǒng)中加入預失真器，以改善 HPA輸出信號的功率譜密度，降低傳輸信號的帶外頻譜擴展，如此接收端的誤碼率降低后，該測試系統(tǒng)擁有了更好的測試性能及應用的可靠性。
3 設計實現(xiàn)
增補轉(zhuǎn)發(fā)器主要完成 DVB-S信號的接收工作。該系統(tǒng)采用全數(shù)字接收機概念設計，即在接收機的解調(diào)器前插入 A/D變換器，把接收機下變頻后的模擬信號變?yōu)閿?shù)字信號，因此可采用全新的數(shù)字技術(shù)實現(xiàn)調(diào)制信號的解調(diào)。
3.1 硬件總體結(jié)構(gòu)
我們截取整個增補轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)中所需測試的相關(guān)電路，構(gòu)成待測系統(tǒng)可概括成如圖 1所示的結(jié)構(gòu)框圖。
該待測系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩部分組成，分別完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)?QPSK調(diào)制發(fā)射及數(shù)字零中頻的 QPSK解調(diào)接收。
各個模塊的芯片器件選取如下：FPGA選用 Xilinx公司的 Spartan3系列的 XC3S2000； D/A，A/D轉(zhuǎn)換器分別選用 Analog Device（ADI）公司的 AD9767和 AD9216；模擬正交上變頻和下變頻模塊分別選用 ADI公司的 AD8349和 AD8347；VCO則選用 ADI公司的 AD4360，提供上、下變頻所需的 2.6GHZ載波（注： AD4360為原系統(tǒng)發(fā)射板與接收板均采用的芯片，由于涉及到載波同步問題，實際的測試過程所需具體的方案選擇將在第 4部分進行詳細討論和介紹）。
由于是零中頻方案，QPSK調(diào)制僅需在 FPGA中將 00，01，10，11四種狀態(tài)映射為 14位二進制數(shù)以進入 AD9767作模擬轉(zhuǎn)換，變換后的模擬信號在上變頻器件中與載波實現(xiàn)復乘作為射頻調(diào)制信號發(fā)射出去。接收機則是作與此相反的解調(diào)過程從而得到解調(diào)數(shù)據(jù)，并與發(fā)射數(shù)據(jù)相比較測出誤碼率。
