数字光纤直放站硬件设计与实现

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随着新一代移动通信技术的迅速发展,直放站作为大功率基站的延伸和补充起到了关键的作用。数字光线直放站的出现,很好的解决了基站信号覆盖不完整、建设困难和高投入等缺点,非常适合GSM无线信号中远距离传输的需要。本文采用新一代低功耗FPGA数字信号处理解决方案,设计了一种GSM数字光线直放站,成功实现了模拟信号和数字信号相互之间的高效率转化。利用FPGA实现了数据高速处理和滤波功能,该数字光纤直放站系统的近端机和远端机之间通过光纤进行远距离传输,多模光纤可以达到500米传输距离,而单模光纤可以达到10公里甚至80公里传输距离。我们可以通过选择光纤和光纤收发模块来进行传输距离的控制,这是传统的基站所无法做到的。对于在山区,高速公路的全程网络拓展和高铁与地铁等复杂地形地域进行光纤的拉远通信,数字光纤直放站是一种极具竞争力的优选方案。   本文首先对数字光纤直放站系统原理和特点进行了简单介绍,之后详细介绍了数字光纤直放站的主要技术参数及其在当代无线通信技术中的重要作用,关键技术发展现状与趋势。在此基础上,本文基于软件无线电技术和FPGA设计了两种数字光纤直放站系统,即数字信号处理板和射频板分离的直放站系统和数字信号处理和射频收发电路一体化的直放站系统,分别完成了系统的原理图设计、板级设计和系统调试。对用于数字光纤直放站变频电路的压控振荡器电路进行了深入的研究,提出了一种低功耗VCO电路,具有设计简单等优势和应用价值。详细论述了自动增益控制系统(AGC)的硬件设计与实现,提出了环路设计与电路优化等方法,具有低功耗控制稳定等特点。最后对分离式和一体式两种数字光纤直放站的实验调试结果进行了演示,所设计的系统即将在传统直放站的盲点补充中广泛应用。
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