主要内容

在Simulink中的GSM数字下变频金宝app

这个例子演示了如何模拟用于GSM(全球移动系统)基带转换的定点数字下变频的稳态行为。该示例模型使用来自Simulink®和DSP System Toolb金宝appox™的模块来模拟TI GC4016四倍数字下变频(DDC)的操作。

监护系统执行:

  • 输入信号的数字混合(下转换)

  • 窄带低通滤波和抽取

  • 数据流的增益调整和最终重采样

在这个模型中,DDC接收一个高采样率(69.333 MSPS)的带通信号。DDC产生一个低采样率(270.83 KSPS)基带信号,准备解调。

更换GSM源

你可以在啁啾和正弦信号之间切换使用GSM源块在示例模型中。你可以用不同的源替换这个块来建模你的应用程序,但是你将不得不调整下游混合器子系统的参数。

调整归一化调谐频率和相位偏移值

为了确保您的GSM源信号收到和混合的误差最小,您应该调整归一化调优频率寄存器值归一化相位偏移寄存器值

因为这个例子是模拟TI GC4016四倍数字下变频,这些值必须输入在一个特定的格式。的归一化调优频率寄存器值应该是一个有符号的二补32位整数,表示0和采样频率之间的标准化范围。使用正频率值进行下变频。的归一化相位偏移寄存器值应该是一个无符号16位整数,也表示一个标准化范围。更多细节,请参考TI GC4016四倍数字下变频文档和DSP系统工具箱以区域库块参考文档。

比较基于nco和基于cordic的混合器实现

查看Digital Mixer Real Output scope和Mixer Output Comparison scope,比较基于nco的Mixer实现输出和基于cordic的Mixer实现输出。两种实现都可以产生类似的输出值,但是实现的选择很大程度上取决于可用的硬件资源和性能约束。通常,基于nco的方法会在查找表大小(只读内存资源)和速度性能之间做出权衡,而基于CORDIC的方法可能会根据所需的CORDIC内核迭代的数量,在速度性能和较小的内存资源之间做出权衡。

调整基于nco的混频器参数

查看NCO余弦频谱分析仪块的输出,观察调谐基于NCO的Mixer子系统块参数的影响。

犹豫不决

为了在整个可用带宽中散布虚假频率,可以在累加器相位值中添加一个抖动信号。在这个例子中,抖动信号是由一个由二进制移位寄存器和异位或门(在NCO块内部)组成的PN序列生成器产生的。抖动位的数目是由

抖动位数=累加器字长-表地址字长

当你增加抖动比特数超过最佳值时,噪音下限开始上升。当抖动比特数降低到最佳值以下时,伪频率的出现会降低NCO系统的伪自由动态范围。

更多信息,请参阅DSP系统工具箱以区域库块参考文档。

调整基于cordic的混频器参数

查看CORDIC余弦频谱分析仪块的输出,观察调谐基于CORDIC的Mixer子系统块参数的影响。

带有抖动发生器的相位累加器

相位累加器与抖动发生器子系统计算角度θ输入的CORDIC复合体旋转功能。查看CORDIC余弦频谱分析仪块的输出,观察用抖动发生器子系统参数调整相位累加器的效果。

正如在上面描述的基于nco的Mixer中,您可以向相位累加器值添加一个抖动信号,以在可用带宽中分散杂散频率。抖动信号由一个由二进制移位寄存器和异位或门(在带有抖动发生器的相位累加器内部)组成的PN序列发生器产生。抖动位的数量被选择为15,以紧密匹配基于nco的Mixer的余弦谱性能。

CORDIC复杂旋转

CORDIC Complex Rotate进行计算u * exp (j *θ)使用CORDIC旋转算法。请参阅固定点设计器™文档了解CORDICROTATE函数。关于使用基于cordic的数字混音器方法的更多信息,请参阅下面列出的参考资料。

调整抽取滤波器参数

CIC Decimator, Compensation FIR, and Programmable FIR模块一起使用,以实现:

  • 高抽取率

  • 混叠衰减

  • 特定于应用程序的过滤

您可以使用筛选器来可视化和分析筛选器。请参阅信号处理工具箱™文档了解滤波器设计器。

双击示例模型中的CIC Decimator块可以看到过滤器的实现。要定制DDC,您可以通过编辑CIC Decimation块参数来更改CIC过滤器。

CIC抽取滤波器采用整数溢出“包”算法实现,在级联积分器梳状结构中进行抽取滤波。这种类型的滤波器是经济的硬件实现,如fpga和asic,因为唯一的算术操作是求和;不需要乘法。有关CIC过滤器的更多信息,请参阅下面的参考资料。

补偿FIR块对CIC通带的滚转进行调整,可编程FIR块对信号进行滤波,以满足GSM基带频谱掩模的要求。你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获得参数。该TI GC4016四数字下变频需要从a参数将CIC滤波器的输出移位0 - 7位,根据2 ^粗.因此,您可以输入0 - 7粗增益块掩码中的增益参数。

可编程FIR模块输出的增益通过获得参数。该TI GC4016四数字下变频需要从a参数将信号移位1 - 4位,根据很好/ 1024.这样,你就可以进去了116383精细增益块掩模中的增益参数。

调整速率转换块参数

DDC的最后一个阶段可以用来改变DDC输出的速率,以匹配特定系统的解调器输入的基带频率。速率转换块是一个定点滤波器,其作用类似于DSP系统工具箱中的FIR速率转换块。比率转换块的NDELAY参数为插值因子,而NDEC参数为抽取因子。

分析了监护系统

您可以使用范围和定点工具来观察和分析模拟的结果。

作用域

双击示例模型中的Scopes块以获得对以下作用域的访问:

  • NCO余弦频谱

  • CORDIC余弦频谱

  • 数字混频器真实输出

  • 混频器输出的比较

  • 中投杀害多人者输出

  • 补偿冷杉输出

  • 可编程的冷杉输出

  • 重新取样输出

定点的工具

通过转到Analysis菜单并选择Fixed-Point Tool来调用示例的Fixed-Point Tool接口。该接口允许您查看示例模型中任何子系统中的定点块的最大值、最小值和溢出。有关定点工具的更多信息,请金宝app参阅Simulink和fixed point Designer™文档。

更多的信息

有关CIC过滤器的更多信息,请点击:

  • Hogenauer, E. B.,“用于抽取和插值的经济级数字滤波器”,IEEE声学、语音和信号处理汇刊,中国科学(d辑):地球科学(英文版)。

更多关于基于cordic的向下转换的信息可以在这里找到:

  • M. Lohning, T. Hentschel,和G. Fettweis,“软件无线电终端的数字下转换”,第十届欧洲信号处理会议论文集(EUSIPCO), 1517 - 1520,2000。

  • Valss, J., sanaloni, T., Perez-Pascual, A., Torres, V., and Almenar, V.,“CORDIC在软件定义无线电中的使用:教程”,IEEE通讯杂志, 46 - 50, 2006年9月。

  • 杨胜,“基于fpga的FSK中频数字接收机的设计与实现”,第一届航空航天系统与控制国际研讨会, 819 - 821, 2006年1月。

  • Andraka, Ray,“基于FPGA的计算机CORDIC算法综述”,1998年ACM/SIGDA第六届现场可编程门阵列国际研讨会论文集1998年2月22日至24日,191 - 200年。

  • 杰克·E·沃尔德,《CORDIC三角计算技术》,《电子计算机交易》,卷EC-8, 330 - 334, 1959年9月。