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。
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。
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
和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。
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。
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。
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。
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粗
增益参数。TI GC4016四分之一数字下变频器需要输入粗
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
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1
到16383.
为了美好的
Figh Gain块掩码中的增益参数。
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。
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。
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。