一种带有自适应纠错功能的通信射频模块控制电路

　　引言
　　随着通信系统的进步，射频模块和基带之间的数据速率大幅度提高

[1]，控制射频模块

的基带信号包含

AGC(自动增益调节)、APC(自动功率调节)和 AFC(自动频率调节)等信息。上

述的增益、功率和频率信息都是低误码率通信的基础。
　　传统解决误码率主要为两种方式：前向纠错码

(FEC)或自动重传请求算法(ARQ)，FEC

算法会占用相当大的带宽；

ARQ 算法不会占用额外带宽，但是会因为数据重传请求及响应

过程造成较大的时延

[2]。其他算法，包括 CRC 校验算法[7]等，也有较为广泛的应用。

　　一个无线终端系统可分为

3 个部分：通信基带模块(以下简称 CBM)，射频模块控制电

路

(以下简称 CRMCC)和通信射频模块(以下简称 CRM)。如图 1 所示，CBM 负责信源编码和

信源解码，

CRMCC 接收 CBM 的基带控制信号(以下简称 BCS)，生成射频模块控制信号(以

下简称

RFCS)，以 RFCS 控制通信射频模块(CRM)，并且向 CBM 返回信号接收回馈信息

(以下简称 SRCFM)。而射频模块(包括天线)在 RMCS 的控制下，接收基带传输的通信数据，
负责信道编码与信道解码。
　　

BCS 信号的错误模型分析及常见纠错算法

　　一个标准的

SPI 时序信号[3～7]如图 2 上半部分“正常 SPI 信号示意”所示，其中的

DATA 信号为最高有效位(以下简称 MSB)优先传输，其中“原始 DATA 信号”电平所传输信
号为

8 位二进制数据 0b00101011(以十六进制表示为 0x2B，以十进制表示为 43)。

　　如图

2 下半部所示，相对于同样质量的 DATA 信号，由于 CLK 信号和～CS 信号的错

位

(相对 DATA 信号)，最高位的“0”没有被采样，由于 DATA 信号在其他时间保持在高电平，

最后的采样结果为

8 位二进制数据 0b01010111(以十六进制表示为 0x57，以十进制表示为

87)。如果此数据用来控制射频信号增益(功率)，则数据从 43 误传为 87，对于功率信号，其
增益将增加约

15848 倍(

　　

)，这将对通信系统将造成非常严重的影响。

　　由于移动通信尤其是高速移动通信的特点，随着终端和基站之间的距离和噪音因素的
快速变换

(进出树木或水泥建筑)，AGC、APC 和 AFC 参数都需要高频率的修正设置。对于上

述出现的传输错误和信号数值跳变，

CRMCC 必须做出及时而正确的反应。为解决基带和射

频模块之间的误码问题，当前主要采用两种算法：

FEC 算法[1～4]与 ARQ 算法[2]。

　　

ARQ 算法有三种典型技术：停止等待方式(SW-ARQ)、回退 N 步方式(GBN-ARQ)以及

选择重传方式

(SRARQ)等。其中 GBN-ARQ 及 SR-ARQ 在一般环境下工作得相当好，但应用

于射频控制模块尤其是下一代移动通信中时，收发切换的小时间间隔

(LTE 系统中为 5ms)使

得等待回传数据很难实现，也限制了

ARQ 算法在未来应用中的实现[5]。

　　常见的

FEC 算法包括卷积码、Turbo 码、LDPC 码和 RS 码等。上述 FEC 码在实际实现中

使用的码率通常为

1/2、3/4 等，也即其码率为原始码率的 200%和 133%，都需要占有大量额

外的带宽，对于信道有限的通信射频控制模块，亦较难实现

[5]。

　　一种带有自适应纠错功能的通信射频模块控制电路
　　为解决上述射频通信控制电路的误码问题，我们提出了一种带有自纠错功能的通信射
频模块控制电路

(CRMCC)。如图 3 所示，本文提出的 CRMCC 在结构上包括：信号接收单

元

(以下简称 SRU)、信号接收情况反馈单元(以下简称 SRSFU)、信号阈值控制单元(以下简称

STCU)、信号数值滤波单元(以下简称 SVFU)、控制数值存储单元(以下简称 CVSU)、控制信号
生成使能单元

(以下简称 CSGEU)和控制信号生成单元(以下简称 CSGU)。

　　在下文中，我们将首先介绍本文提出的

CMRCC 架构中的各组成部分，然后对本文所

提架构的处理流程做出介绍。