FPGA实现DVB-S全数字QPSK射频调制

"DVB-S射频调制的FPGA实现" 在数字卫星电视广播系统中，DVB-S（Digital Video Broadcasting - Satellite）标准是广泛采用的技术，它定义了信道编码和调制的方式，但并未具体规定射频调制的实现方法。针对这一情况，一种创新的解决方案是通过FPGA（Field-Programmable Gate Array）来实现全数字QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）射频调制。本方案中，采用了ADI公司的AD9789 DAC（Digital-to-Analog Converter）芯片与FPGA协同工作，以克服FPGA内部资源运算速度的局限，从而实现在950 MHz至2150 MHz频率范围内的射频调制。 AD9789是一款14位高性能DAC，内置QAM（Quadrature Amplitude Modulation）编码器、内插器和数字上变频器，适用于有线电视基础设施，支持DOCSIS-III和DVB-C2标准。为了适应DVB-S标准，设计者利用AD9789的配置灵活性，旁路QAM编码器和SRRC（Spectral Roll-Off Filter）滤波器，使得该芯片可用于DVB-S射频调制。在FPGA内部，首先进行DVB-S信道编码，包括随机化、RS（Reed-Solomon）编码、卷积交织和卷积压缩编码等步骤。接着，执行星图映射和SRRC滤波，最后通过ODDR（Oscillator-Divider-DAC-Driver-Register）模块向AD9789提供复数调制数据，完成射频调制的过程。 系统架构中，AD9789接收来自FPGA的复数数据，通过数字上变频将中频信号转换为射频信号。此设计减少了传统射频调制方案中模拟上变频器的使用，降低了系统的复杂性和成本。此外，这种全数字实现方式还具有更高的精度和可配置性。 在实际应用中，DVB-S调制器的符号率通常需要在1 MS/s到45 MS/s之间可调。因此，系统需要对Transport Stream（TS）流进行速率调整。DVB-S信道编码过程包含两次速率变化：一次是在RS编码阶段，它将188字节的包结构转化为192字节的RS编码包；另一次是通过卷积编码器，可以根据需要改变编码速率，以适应不同的符号率需求。 DVB-S射频调制的FPGA实现是一种高效、灵活且成本优化的方案，它结合了高性能的DAC芯片和FPGA的可编程性，实现了从数字信号处理到射频信号发射的全过程，适应了卫星电视广播系统对于不同载波频率和符号率的需求。这种设计方法不仅简化了硬件结构，还提高了系统的稳定性和可靠性。