兼容多种WiFi 协议的数字射频前端设计

白栎旸 ，王 维 ，徐圣楠

(1.南京睿赫电子有限公司，江苏 南京 210018；2.中国船舶集团有限公司第八研究院，江苏 南京 211100；3.南京理工大学 电子工程与光电技术学院，江苏 南京 210094)

0 引言

数字射频前端，又称数字射频接口单元(Radio Interface Unit，RIU)，是WiFi 接收模块的重要组成部分，它不仅负责指导前端模拟电路对接收信号进行放大，还会对接收信号进行前期处理，包括将接收信号按照不同的带宽进行滤波，去除直流分量，进行空闲信道评估(Clear Channel Assessment，CCA) 等。由于20年间WiFi系统的广泛应用，各类WiFi 协议设备尚在应用当中并未淘汰，在设计中也必须考虑新旧协议的兼容性。

与WiFi RIU 设计有关的研究多集中于产业领域，因而报道和论文较少。本文就此问题进行了详细论述，具体介绍了一种可兼容现有全部WiFi 协议的RIU 架构。全文分为3 部分，第1 部分介绍RIU 的位置、硬件架构、功能和处理流程，第2 部分使用本设计对正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)和直接序列扩频/补码键控(Direct Sequence Spread Spectrum and Complementary Code Keying，DSSS/CCK)两种类型的信号进行了自动增益控制和类型识别的仿真，第3 部分对本文的工作进行了总结。

1 系统架构

1.1 RIU 在WiFi 电路中的位置

RIU 在WiFi 接收电路中处于模数转换器(Analog/Digital Converter，ADC)和基带解调器之间，如图1 所示。该模块的主要作用有2 个，其一是对于模拟接收部件进行配置，使其以合适的增益对接收信号进行放大，称为自动增益控制(Automatic Gain Control，AGC)；其二是将ADC 信号按照解调器的需要进行重新采样。

图1 RIU 在WiFi 接收电路中的位置

1.2 硬件架构

RIU 设计的基本架构如图2 所示。它可以分为数据通路和控制通路。数据通路，即模拟接收信号经过ADC采样、基带频谱搬移、数字滤波、下采样后，转化为多种不同带宽的信号，供OFDM 或DSSS/CCK 解调器选择使用。……