基于gc5016的wimax系统数字中频设计与实现

2011年第35卷第07期（总第357期）
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 芯片内部结构，并分析芯
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 在
WiMAX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】A
Design and Implementation of Digital IF Based on GC5016 in WiMAX System
XIA Baoping, LIN Yun
（Chongqing University of Posts and Communications, Chongqing 400065, China）
【Abstract】 In WiMAX system, the physical layer of digital intermediate frequency, which core is GC5016 of TI
company is proposed. The internal structure in GC5016 chip is introduced in this paper, and the signal processing of
the chip is also analyzed. According to relevant agreements of 802.16e and taking the digital up converter as an
example to configure internal parameters of the chip. The magnitude and frequency characteristic of FIR and CIC are
simulated by using Matlab. The function of the digital intermediate frequency is verified by testing on intermediate
frequency hardware. The testing results show that GC5016 as the digital up and down converter in the WiMAX system
can meet the relevant performance requirement.
【Key words】GC5016; DUC; digital filter; digital intermediate frequency; WiMAX
0 引言
WiMAX是基于IEEE 802.16e 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
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160 MHz 时钟、杰出的3G
性能、灵活的宽带数字滤波、多个输入与输出接口选项
以及超低功耗
[4]
。
1 中频模块的设计方案
基于GC5016 的WiMAX系统数字中频设计方案如
图1所示。
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）
宽带网络
Wide band network
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