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Simulink中的GSM数字下变频器万博1manbetx

此示例显示了如何模拟用于GSM(全球移动)基带转换的固定点数字下变频器的稳态行为。示例模型使用Simulink®和DSP Systembox™的块,以模万博1manbetx拟TI GC4016四分之一数字下变频器(DDC)的操作。

DDC执行:

  • 输入信号的数字混合(下转换)

  • 窄带低通滤波和抽取

  • 获得数据流的调整和最终重新采样

在该模型中,DDC接受高采样率(69.3333 MSP)带通信。DDC产生低采样率(270.83ksps)基带信号,准备解调。

改变GSM源

您可以使用啁啾和正弦信号之间切换GSM来源块在示例模型中。您可以使用其他源代替此块来模拟应用程序,但您必须调整下游混音器子系统的参数。

调整归一化调谐频率和相位偏移值

确保您的GSM源信号通过最小错误收到和混合,您应该调整归一化调整频率寄存器值标准化相位偏移寄存器值

由于此示例正在模拟TI GC4016四分之一数字下变频器,因此必须以特定格式输入这些值。这归一化调整频率寄存器值应该是签名的TwoS补充32位整数,表示0和采样频率之间的归一化范围。使用正频值进行转换。这标准化相位偏移寄存器值应该是一个无符号的16位整数,也表示归一化范围。有关详细信息,请参阅TI GC4016四分之一数字下流转换器文档和DSP系统工具箱NCO库块参考文档。

比较基于NCO和Cordic系的混合器实现

查看数字混音器实际输出范围和混音器输出比较范围,将基于NCO的混频器实现输出进行比较到基于Cordic的混频器实现输出。这两种实现都可以产生类似的输出值,但是实现选择基于可用的硬件资源和性能约束。通常,基于NCO的方法折衷查找表大小(只读存储器资源)具有速度性能,而基于CORDIC的方法可以基于所需的CORDIC内核迭代的数量来对较小的内存资源进行速度性能。

调整基于NCO的混频器参数

查看NCO余弦谱分析仪块的输出,观察调整基于NCO的混频器子系统块参数的效果。

抖动

要在整个可用带宽中传播寄生频率,可以将抖动信号添加到累加器相位值。在该示例中,抖动信号由组成二进制移位寄存器的PN序列发生器和独占或门(NCO块内部)生成。抖动位自动确定

抖动位数=累加器字长度 - 表地址字长度

当您增加超出最佳值的抖动位数时,噪声底部开始上升。当您减少最佳值以下的抖动位数时,杂散频率的外观将降低NCO系统的虚假自由动态范围。

有关更多信息,请参阅DSP系统工具箱NCO库块参考文档。

调整基于CORDIC的混频器参数

查看Cordic余弦频谱分析仪的输出,观察调谐Cordic系机子系统块参数的效果。

抖动发生器的相蓄能器

具有抖动发生器子系统的相位蓄能器计算角度θ.CORDIC复杂旋转功能的输入。查看Cordic余弦谱分析仪的输出,观察调谐相位累加器与发电机子系统参数的效果。

与上述基于NCO的混合器一样,您可以将抖动信号添加到相位累加器值,以扩展整个可用带宽的杂散频率。抖动信号由由二进制移位寄存器组成的PN序列发生器生成,并且独占或栅极(具有抖动发生器的相位累积器内部)。选择抖动位数为15以与基于NCO的混合器的余弦光谱性能紧密匹配。

Cordic Complex旋转

Cordic复杂旋转计算U * EXP(J * THETA)使用CORDIC旋转算法。请参阅固定点设计器™文档以了解cordicrotate.功能。另请参阅下面列出的参考文献,了解有关基于Cordic的数字混音器方法的更多信息。

调整抽取滤波器参数

CIC DECIMATOR,补偿冷杉和可编程FIR块一起使用以实现:

  • 高比约比率

  • 混叠衰减

  • 特定于应用的过滤

您可以使用过滤器设计器可视化和分析过滤器。请参阅信号处理工具箱™文档以了解过滤器设计器。

双击示例模型中的CIC DECIMIDATOR块允许您查看过滤器的实现。要自定义DDC,可以通过编辑CIC抽取块参数来更改CIC滤波器。

使用整数溢出“包装”算法来实现CIC抽取滤波器,以在其级联集成器 - 梳结构中执行抽取滤波。这种类型的过滤器是在FPGA和ASIC等硬件上实现的经济学,因为所需的唯一算术运算是求和的;不需要倍增。有关CIC过滤器的更多信息,请参阅以下参考文献。

补偿冷杉块调整CIC通带的滚动,可编程FIR块过滤信号以满足GSM基带频谱屏蔽的要求。您可以调整这些过滤器的增益和系数。

补偿FIR滤波器的输入增益通过增益参数。TI GC4016四分之一数字下变频器需要输入参数将CIC滤波器的输出换档0 - 7位,根据2 ^粗糙。因此,您可以输入0 - 7粗加区块掩码中的增益参数。

可编程FIR块输出的增益通过美好的增益参数。TI GC4016四分之一数字下变频器需要输入美好的参数以将信号移动1 - 4位,根据精细/ 1024.。因此,您可以进入116383.为了美好的Figh Gain块掩码中的增益参数。

调整速率转换块参数

DDC的最后阶段可用于更改DDC的输出速率,以匹配特定系统解调器输入的基带频率。速率转换块是一个固定点滤波器,其与DSP系统工具箱中的FIR速率转换块类似。速率转换块ndelay参数是插值因子,而且ndec.参数是抽取因子。

分析DDC.

您可以使用范围和固定点工具观察和分析模拟结果。

范围

双击示例模型中的示波器块以访问以下范围:

  • NCO余弦谱

  • CORDIC余弦谱

  • 数字混频器实际输出

  • 混频器输出比较

  • CIC Deetimator输出

  • 补偿冷杉输出

  • 可编程冷杉输出

  • 重新采样器输出

固定点工具

通过进入“分析”菜单并选择“固定点”工具,请调用固定点工具界面。此界面允许您在示例模型中查看任何子系统中的最大值,最小值和溢出,在任何子系统中的任何子系统中的固定点块。有关固定点工具的更多信息,万博1manbetx请参阅Simulink和Fixed-Point Designer™文档。

更多信息

有关CIC滤波器的更多信息可以在此处找到:

  • Hogenauer,E。B。,“一个经济的数字过滤器,用于抽取和插值,”IEEE®论音响,语音和信号处理,ASSP-29(2):155 - 162,1981。

有关基于CORDIC的下式转换的更多信息,请访问:

  • Lohning,M.,Hentschel,T.和Fettweis,G.,“在软件无线电终端中的数字下转换”,第十欧洲信号处理会议的诉讼程序(Eusipco),1517 - 1520,2000。

  • Vals,J.,Sansaloni,T.,Perez-Pascual,A.,Torres,V.和Almenar,V。“使用Cordic在软件定义的收音机中使用:教程”,IEEE通讯杂志,46 - 50,2006年9月。

  • 杨,S.,吴,Z.和仁,G。,“基于FPGA的FSK的设计与实现,如果是数字接收器”,第一国际航空航天和航空公司系统与控制研讨会(ISSCAA),819 - 821,2006年1月。

  • andraka,Ray,“基于FPGA的电脑识别算法的调查”,1998年ACM / SIGDA第六国际研讨会上的课程可编程门阵列,191 - 200,2月22日至24日,1998年。

  • Volder,Jack E.,“Cordic三角计算技术”,电子电脑上的IRE交易,卷EC-8,330 - 334,1959年9月。