GSM数字下变频MATLAB
这个例子展示了如何模拟用于GSM(全球移动系统)基带转换的定点数字下转换器的稳态行为。该示例使用信号处理系统对象来模拟TI Graychip 4016 Quad数字下变频的操作，并需要一个固定点设计器™许可证。
简介
数字下变频(DDC)是数字无线电的重要组成部分。它执行频率转换，将高输入采样率转换为较低的采样率，以实现高效处理。在本例中，DDC接受采样速率约为70兆样本每秒(MSPS)的带通信号，并执行以下操作:
使用数字控制振荡器(NCO)和混合器对输入信号进行数字混合或下转换。
使用级联积分器梳状(CIC)和FIR滤波器的滤波器链进行窄带低通滤波和抽取。
增益调整和数据流的最终重采样。
DDC产生一个采样速率为270千采样/秒(KSPS)的基带信号，为解调做好准备。典型DDC的框图如下所示。
如果~ isfixptinstalled错误(消息(“dsp: dspDigitalDownConverter: noFixptTbx”));结束
初始化
创建和配置一个正弦波源系统对象™，以建模GSM源。你将对象的频率设置为69.1e6*5/24 MSPS，因为在数字混合之后，对象将有一个大约48 KSPS的基带频率。因为您正在建模的系统对输入进行4/(3*256)的重采样，所以您需要将对象的帧大小设置为这些因子中最小的公共乘数。
Fs = 69.333e6;FrameSize = 768;sin = dsp。SineWave (.．.“频率”, 69.1 e6 * 5/24,.．.“SampleRate”Fs,.．.“方法”,三角函数的,.．.“SamplesPerFrame”, FrameSize);
创建并配置一个NCO System对象来混合和向下转换GSM信号。TI Graychip要求调优频率(PhaseIncrement属性)是具有32位分数长度的32位数据类型。相位偏移需要是16位的数据类型，具有16位的分数长度。为了减少幅值量化噪声并在可用带宽内分散杂散频率，可在累加器相位值中添加抖动信号。通常，抖动位数(14)是累加器字长(32)和表地址字长(18)之间的差值。
Nco = dsp。甲(.．.“PhaseIncrementSource”,“属性”,.．.“PhaseIncrement”， int32((5/24) *2^32)，.．.“PhaseOffset”int16 (0).．.“NumDitherBits”14岁的.．.“NumQuantizerAccumulatorBits”, 18岁,.．.“波形”,“复指数”,.．.“SamplesPerFrame”FrameSize,.．.“AccumulatorDataType”,“自定义”,.．.“CustomAccumulatorDataType”numerictype ([] 32),.．.“OutputDataType”,“自定义”,.．.“CustomOutputDataType”numerictype(18)[], 20日);
创建并配置一个CIC decimator System对象，该对象将混合器输出减少64倍。CIC滤波器可以在不使用任何乘数的情况下实现高抽取或插值率。这一特性使它们对于高速率运行的数字系统非常有用。
M1 = 64;Cicdec = dsp。CICDecimator (.．.“DecimationFactor”M1,.．.“NumSections”5,.．.“FixedPointDataType”,“最小节字长度”,.．.“OutputWordLength”, 20);
创建并配置一个FIR decimator System对象，以补偿CIC滤波器造成的通带下垂。这个过滤器也以2倍的倍数进行抽取。
gsmcoeffs;读取CFIR和pir系数。M2 = 2;Cfir = dsp。cfir FIRDecimator (M2,.．.“CoefficientsDataType”,“自定义”,.．.“CustomCoefficientsDataType”numerictype ([], 16).．.“FullPrecisionOverride”假的,.．.“OutputDataType”,“自定义”,.．.“CustomOutputDataType”numerictype ([], -12));
创建并配置一个FIR decimator System对象，将抽样率再降低2倍。
M3 = 2;pir = dsp。pfir FIRDecimator (M3,.．.“CoefficientsDataType”,“自定义”,.．.“CustomCoefficientsDataType”numerictype ([], 16).．.“FullPrecisionOverride”假的,.．.“OutputDataType”,“自定义”,.．.“CustomOutputDataType”numerictype ([], -12));
创建并配置一个FIR速率转换器System对象，以按4/3的倍数重新采样最终输出。
Firrc = dsp。FIRRateConverter(4,3, fir1(31,0.25)，.．.“CoefficientsDataType”,“自定义”,.．.“CustomCoefficientsDataType”numerictype ([], 12),.．.“FullPrecisionOverride”假的,.．.“OutputDataType”,“自定义”,.．.“CustomOutputDataType”numerictype ([], 24, -12));
创建一个指定numerictype的fi对象，作为正弦输出的数据类型转换。
Gsmsig = fi(zero (768,1)，true,14,13);
创建指定数字类型的fi对象来存储定点混频器输出。
Mixsig = fi(0 (768,1)，true,20,18);
创建并配置两个Time Scope System对象，以绘制FIR速率转换器过滤器输出的实部和虚部。
timeScope1 = timescope(.．.“名字”,“速率转换器输出:实信号”,.．.“SampleRate”Fs / 256 * 4/3,.．.“时间间隔”, 1.2 e - 3,.．.“YLimits”， [-2e8]，.．.“TimeSpanOverrunAction”,“滚动”）;pos = timeScope1.Position;timeScope1.Position (1:2) = (pos (1) -0.8 * pos (3) pos (2) + 0.7 * pos (4)];timeScope2 = timescope(.．.“名字”,“速率转换器输出:虚信号”,.．.“位置”， [pos(1)-0.8*pos(3) pos(2)-0.7*pos(4) pos(3:4)]，.．.“SampleRate”Fs / 256 * 4/3,.．.“时间间隔”, 1.2 e - 3,.．.“YLimits”， [-2e8]，.．.“TimeSpanOverrunAction”,“滚动”）;
创建并配置两个Spectrum Analyzer System对象，以绘制NCO输出和补偿CIC decimator输出的功率谱。
specScope1 =谱分析仪(.．.“方法”,“韦尔奇”,.．.“名字”,'DSPDDC: NCO输出',.．.“SampleRate”Fs,.．.“FrequencySpan”,“start-and-stop-frequencies”,.．.“StartFrequency”0,“StopFrequency”Fs / 2,.．.“RBWSource”,“属性”,“RBW”, 4.2 e3,.．.“标题”,“NCO输出功率谱”,.．.“位置”，[pos(1)+.8*pos(3) pos(2)+0.7*pos(4) pos(3:4)]);FsCICcomp = Fs/(M1*M2);specScope2 =谱分析仪(.．.“方法”,“韦尔奇”,.．.“名字”,“DSPDDC:补偿CIC Decimator输出”,.．.“SampleRate”FsCICcomp,.．.“FrequencySpan”,“start-and-stop-frequencies”,.．.“StartFrequency”0,“StopFrequency”FsCICcomp / 2,.．.“RBWSource”,“属性”,“RBW”, 4.2 e3,.．.“标题”,补偿CIC decimator输出的功率谱,.．.“位置”，[pos(1)+.8*pos(3) pos(2)-0.7*pos(4) pos(3:4)]);
处理循环
在处理环路中，混频器前端数字向下转换GSM信号到基带。CIC抽取和补偿滤波器将信号采样降至128倍，而可编程FIR滤波器将信号抽取至2倍，以实现256倍的总体抽取。重采样后端执行附加的特定于应用程序的过滤。运行100次迭代的处理循环相当于处理大约1.1毫秒的重采样输出。
为Ii = 1:100 gsmsig(:) = sin ();% GSM信号Ncosig = nco();% NCO信号Mixsig (:) = gsmsig.*ncosig;%数字混频器CIC过滤和补偿Ycic = cfir(cicdec(mixsig));可编程FIR和采样率转换Yrcout = firrc(pir (ycic));频率和时域图timeScope1(真正的(yrcout));timeScope2(图像放大(yrcout));specScope1 (ncosig);specScope2 (ycic);结束释放(timeScope1);
释放(timeScope2);
释放(specScope1);
释放(specScope2);
结论
在本例中，您使用了DSP System Toolbox™System对象来模拟定点GSM数字下变频的稳态行为。时间范围和频谱分析仪系统对象使您能够分析DDC的各个阶段。
您也可以从以下列表中选择网站: