modem的调制和wifi的调制.docx

1 通信原理中的调制
参考清华曹志刚的“现代通信原理”：
（1） 数字基带：基带模型P214; M元码P206；奈奎斯特第一准则P217
（2） 数字调制：多进制幅度调制MASK P282；MQAM调制P297;
（3） 模拟调制：抑制载波双边带调幅P31
其中：通信原理上的数字调制MQAM调制包括了二维IQ; 其中IQ分别是进行MASK;之后正交的IQ结果相加；MASK调制电路就是模拟的抑制载波双边带调幅，不同的是输入是M进制的（模拟或数字信号），而模拟的抑制载波双边带调幅则输入范围更广，一般意义上的连续波形（包括上面的多进制的模拟或数字信号）。

数字调制在通信原理上是包括了整个模拟部分的。一般设计中，我们把前面数字部分的映射才叫数字调制（即星座映射剥离D/A,星座映射是数字调制）。
4QAM即4DPSK时，IQ相当于2ASK, D/A的模块退化(不需要)；直接数字信号做模拟调制的输入。发送的升余弦滤波器和接收的升余弦滤波器匹配，也可以RRC根号升余弦。
速率的计算都可以根据上面的总结来，例如11g的Rb = 54M bps；采用64QAM, n = 6；η= ¾ ； Rs = 54/（6*3/4）=12 baud。

2 混频采用数字方式modem的调制（载波低频）
通信原理上的框图是传统的方式，用在一次变频中，不清楚modem是否也有按照该框图做调制否（我认为有的）。但是我看到的modem（因我看到的modem需要DSP或FPGA作更多的数字化的事情）需要下面的变化：
（1） DA和模拟低通后移：混频采用数字的方式
这个DA的精度比以前的更高，不一定64QAM就是8电平的，而是更高。也就是一般的D/A是过采样的（插0），此时后面的滤波器要滤除多余的镜像。
（2） 星座映射脱离DA，且前移在成型滤波前
因为复杂的星座映射往往不能和DA一起实现，所以这部分也可以完全当做数字信号来做，此时星座映射当做一种数字的码变换。

注：上面的modem不包括V90的数字式modem的架构。

3 数字中频调制
如果载频很高（百MHz以上吧？），DA和BPF都将困难（至少历史上是这样，目前不算太困难）。就使用二次变频。此时分为中频和高频。按照前面的道理，中频部分混频可以全数字做，需要把DA放在中频的最后。当然随着技术的发展，目前零中频也是应用很多（基本上是通信原理的架构），但是还是采用中频得到的性能更好。

这个中频类似“混频采用数字方式modem的调制”方式，但是多了多倍内插滤波器：插值滤波是插值+CIC的低通滤波；插值得到压缩L倍后的频谱，但有多个的带外的镜像，需要CIC低通滤波。
当然也有先内插再成型滤波的，此时不需要CIC滤波器。很多文章是根据该方案说的：因为该方案中插值在低通（升余弦滤波）之前，结合一起可以进行多项子滤波器的设计；
此处中频混频器是数字式的。

4 OFDM的WIFI调制(数字中频)
OFDM中，星座映射大大往前挪，意义从调制中向编码转化更彻底。
零中频ZIF和中频IF设计，其中中频IF的性能更好，但是相关技术提高后，零中频也越多应用，且有集成度低的优点。
下图是带中频IF设计的整个框图：图中的加窗模块及之前的模块属于基带芯片。DA芯片除了D/A外是数字中频。

其中本振信号的产生需要频率合成器和压控振荡器等，见相关的资料。
某司B3G平台我看到的架构也基本是如此。

5 零中频的WIFI调制

AR9223属于零中频的架构。对于2X2的AR9223，上面的图中片内片外只是一个流（天线），另一个天线外部一样有BPF和PA。实际结构还有MIMO的考虑。
直流反馈可以用在功率控制中，具体见生产测试的总结。
零中频ZIF架构在D/A后，又回到最初的通信原理的架构上。ZIF不需要声表面滤波器SAM等模块，更有利集成度提高。
此处的重构滤波器（reconstruction filter）LPF滤除因为模数转换器(DAC)过采样插零引起的镜像有没有像数字插值滤波器一样有镜像？但是至少对DA产生的噪声进行滤波.
。
重构滤波器与插值滤波器的CIC是一样的作用，都是过采样后滤除多余映像。只是CIC在DAC之前做滤波器，即它是数字低通滤波器；而重构滤波器是在DAC之后，采用通用的模拟低通滤波器的设计方式。原理见下节的“过采样插值”。
6 过采样插值
过采样插值是插0值（D倍过采样插D-1个0），这个动作导致在数字频域上扩展了镜像，但是压缩了D倍。数字频率轴ω上，2π的范围内会发生重复的波形，称为镜像。所以需要在内插滞后接一个低通的滤波器滤除[-π/D, π/D]之外的频谱，以消除内插带来的镜像。
数字角频率ω就是相当于模拟角频率Ω按采样频率fs归一化。
Ω=2πf；
ω=2πf/fs
因采样频率变为D倍，ω为1/D, 所以其实模拟滤波器对应的截止频率没有变化。