【正文】 幾種結(jié)構(gòu)。（3）選擇合適的FIR濾波器結(jié)構(gòu)，并利用有限精度數(shù)值實(shí)現(xiàn)這個(gè)濾波器。 （226） 其中窗函數(shù)w(n)可以有多種形式，常見的有矩形窗、三角形窗、漢寧窗、海明窗、布萊克曼窗和凱撒窗等。設(shè)待求濾波器的過(guò)渡帶用表示，它近似等于窗函數(shù)主瓣寬度。(2)頻率抽樣法對(duì)于所期望的濾波器的頻率響應(yīng)，可以在頻域?qū)ζ溥M(jìn)行采樣，以此來(lái)確定FIR濾波器的H(k)，即令 (228)這樣設(shè)計(jì)的濾波器的系統(tǒng)函數(shù)為: (229)對(duì)于線性相位FIR濾波器的H(k)，在設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)滿足采樣值的幅度與相位約束條件。在窗函數(shù)法中用加寬過(guò)渡帶來(lái)?yè)Q取阻帶的衰減，在這里可以通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)耐◣c阻帶之間的過(guò)渡帶的頻率采樣來(lái)達(dá)到峰值逼近誤差最小。軟件實(shí)現(xiàn)指的是在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行編好的程序。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，程度也越來(lái)越復(fù)扎，因而對(duì)于算法及實(shí)現(xiàn)的研究更顯重要。Matlab是一種使用簡(jiǎn)便，特別適用于科學(xué)研究和工程計(jì)算的高級(jí)語(yǔ)言，它集科學(xué)計(jì)算，自動(dòng)控制，信號(hào)處理，圖像處理，神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)和小波分析等于一體。其設(shè)計(jì)流程圖如下： 在Matlab中提供了一些濾波器的函數(shù)，使FIR濾波器的運(yùn)算更加方便和快速。Firrcos()用于設(shè)計(jì)具有光滑，正弦過(guò)渡帶的低通線性相位濾波器。并且提供了各種窗函數(shù)的函數(shù)，比如，hamming()是海明窗函數(shù)，kaiser()是凱塞窗函數(shù)，使在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，不用自己重新設(shè)計(jì)窗函數(shù)。 假設(shè)軟件無(wú)線電中需要設(shè)計(jì)一個(gè)線性相位帶通FIR濾波器指標(biāo)如下: 阻帶截止頻率為30MHZ和120MHz。這個(gè)帶通濾波器的設(shè)計(jì)函數(shù)如下: B=firl(N,Wn,’bandpass’ )，表示設(shè)計(jì)一個(gè)N階(N點(diǎn))的低通FIR數(shù)字濾波器，返回的向量B為濾波器的系數(shù)(單位沖激響應(yīng)序列)。n=18。xlabel(‘歸一化頻率’)。Matlab試驗(yàn)程序如下:t=0:1/300000000:。ylalbel(‘幅值’)。xlabel(‘時(shí)間’)。當(dāng)用函數(shù)fftfilt濾波后，運(yùn)行plot(t,newsig)。設(shè)計(jì)流程基本如下：開始DSP初始化將濾波器系數(shù)存入存數(shù)單元操作數(shù)與程序存儲(chǔ)器相乘后累加保存濾波結(jié)果FIR程序設(shè)計(jì)流程圖在進(jìn)行DSP系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，選擇合適的DSP芯片是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。不同的DSP應(yīng)用系統(tǒng)由于應(yīng)用場(chǎng)合、應(yīng)用目的等不盡相同，對(duì)DSP的選擇也不同。(4)模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使派生器件得到了更快的發(fā)展。它們可以在一個(gè)指令周期內(nèi)同時(shí)進(jìn)行運(yùn)算。此外，許多DSP的多處理單元結(jié)構(gòu)還可以將一些特殊的算法，例如FFT的位倒序?qū)ぶ泛腿∧＿\(yùn)算等，這種芯片內(nèi)部的特殊硬件結(jié)構(gòu)可以提高運(yùn)行速度。目前DSP的發(fā)展趨勢(shì)是處理器更復(fù)雜，更新速度更快，DSP的應(yīng)用也向多處理器、多通道發(fā)展，變得越來(lái)越復(fù)雜。在一個(gè)開放式的插件(plugin )結(jié)構(gòu)下，CCS內(nèi)部集成了以下的軟件工具: (1)C54x代碼產(chǎn)生工具 (2)軟件模擬器(Simulator ) (3)實(shí)時(shí)基礎(chǔ)軟件DSP/BIOS (4)主機(jī)與目標(biāo)機(jī)之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換軟件RTDX (5)實(shí)時(shí)分析(realtime analysis)和數(shù)據(jù)可視化(data visualization capabilities )軟件 代碼產(chǎn)生工具(Code Generate Tools)構(gòu)成了CCS集成開發(fā)環(huán)境的基礎(chǔ)部件。(1)語(yǔ)法分析器的功能是對(duì)C代碼進(jìn)行預(yù)處理，進(jìn)行語(yǔ)法檢查，然后產(chǎn)生一個(gè)中間文件(.if)作為C優(yōu)化器或代碼產(chǎn)生器的輸入。 二、匯編優(yōu)化器匯編優(yōu)化器的作用是對(duì)用戶編寫的線性匯編代碼(.sa )進(jìn)行優(yōu)化。與C54x標(biāo)準(zhǔn)匯編語(yǔ)言相比，采用線性匯編不需要考慮以下因素:（1）并行指令安排（2）指令延遲（3）寄存器使用三、匯編器匯編器產(chǎn)生可重新分配地址的機(jī)器語(yǔ)言目標(biāo)文件。四、連接器 連接器的作用是接受可重新分配地址的目標(biāo)文件(.obj)作為輸入，生成可執(zhí)行的目標(biāo)文件(.out )。由于FIR濾波器沒(méi)有反饋回路，因此它是無(wú)條件穩(wěn)定系統(tǒng)，其單位沖激響應(yīng)h(n)是一個(gè)有限長(zhǎng)序列。有兩條指令實(shí)現(xiàn)輸入和輸出:PORTR PA, Smem:將PA的端口內(nèi)容送數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器SmemPORTW Smem, PA。實(shí)現(xiàn)FIR運(yùn)算的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是實(shí)現(xiàn)z，常用的方法是用線性緩沖區(qū)法實(shí)現(xiàn)z和用循環(huán)緩沖區(qū)法實(shí)現(xiàn)z。當(dāng)?shù)谝淮螆?zhí)行時(shí)，由ARx指向線性緩沖區(qū)的底部，并開始取數(shù)、運(yùn)算。 對(duì)存儲(chǔ)器的延時(shí)操作是通過(guò)使用存儲(chǔ)器延時(shí)指令DELAY實(shí)現(xiàn)的，它可以將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中的內(nèi)容向較高地址的下一單元傳送。利用卡片BK(循環(huán)緩沖區(qū)長(zhǎng)度)寄存器對(duì)滑窗進(jìn)行間接尋址，循環(huán)緩沖區(qū)地址首尾相鄰。然后，從I/O口輸入數(shù)據(jù)x(n+1)。之后，再進(jìn)行第3次乘法累加運(yùn)算y(n+2)，最后ARx將指向x(n3)。所以，在這里采用循環(huán)緩沖區(qū)法實(shí)現(xiàn)濾波器中的z。這樣，就能保證循環(huán)緩沖區(qū)的指針ARx始終指向循環(huán)緩沖區(qū)，實(shí)現(xiàn)循環(huán)緩沖區(qū)頂部和底部單元相鄰。到第6次間接尋址后指向0066h。第二，出入信號(hào)的產(chǎn)生。Int i,j,t。i++) { j=i%20。 } fclose(fw)。方波數(shù)據(jù)圖第三、FIR濾波器程序的實(shí)現(xiàn)。這一方案的核心結(jié)構(gòu)是A/D/A+DSP系統(tǒng)?；贒SP硬件的設(shè)計(jì)是目前可實(shí)現(xiàn)的一種設(shè)計(jì)。軟件無(wú)線電中對(duì)于不同信道信息的處理，需要利用不同的數(shù)字濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行接收，利用DSP硬件編程語(yǔ)言，在同一個(gè)DSP硬件平臺(tái)上，可以通過(guò)改變?yōu)V波器系數(shù)的方法很容易地完成對(duì)不同階數(shù)的濾波器設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)DSP解決方案為軟件無(wú)線電中的數(shù)字信號(hào)處理開創(chuàng)了新的領(lǐng)域，它已具有許多新的專用開發(fā)工具，如本文使用的CCS開發(fā)環(huán)境，DSP Builder等。致謝 參考文獻(xiàn)【1】中國(guó)手機(jī)用戶數(shù)超過(guò)5. 39億戶創(chuàng)新高[EB/OL]. http: // . chinanews. . /cj/cyzh/news/2007/1224/1113664. 【2】[2吳利民,薛峰,:[J].武漢:武漢大學(xué)出版社,2000,6.[3]:[D].武漢:武漢理工大學(xué),2004.【4】:=D.哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué),2005.【5】:=D].大連:大連理工大學(xué),2005.【6】:7D].武漢:武漢理工大學(xué),2005.【7】:清華大學(xué)出版社,2003.【8】黎雄，[[J].信息技術(shù)...【9】:[D].長(zhǎng)沙:中南大學(xué)，2005.【10】杜永興，秦嶺，[[J]..[11] :[D].西安:西北工業(yè)大學(xué)，2006.[12] ]，北京:機(jī)械工業(yè)出版社，,2006.[13] 陳桂明，張明照，:科學(xué)出版社，2001】[14] ]:科學(xué)出版社，2006.[15]寫書 [15 [16] TMS320C54x Code Composer Instruments Incorporated,2000. 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[19]薛定宇，:清華大學(xué)出版社2002. 。對(duì)不同信道信息的接收，這為軟件無(wú)線電信道處理提供了可行的方法。硬件設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)包括硬件描述、代碼生成硬件仿真等部分，如圖5所示：第四章 仿真與結(jié)果分析結(jié)論軟件無(wú)線電中對(duì)于不同信道信息的處理，需要利用頻率不同的FIR濾波器對(duì)相應(yīng)的信號(hào)進(jìn)行接收，利用MATLAB的窗函數(shù)設(shè)計(jì)得到濾波系數(shù)，然后將其移植到DSP完成FIR濾波器的編程，在同一個(gè)DSP硬件平臺(tái)上，通過(guò)對(duì)多組不同的濾波器系數(shù)的讀取和程序運(yùn)行，可以很容易地完成對(duì)多個(gè)不同階數(shù)FIR濾波器的設(shè)計(jì)，從而達(dá)到對(duì)不同信道信息的接收，實(shí)現(xiàn)了無(wú)線電接收信道的軟切換處理，這為軟件無(wú)線電信道處理提供了一種可行的方法和思路。系統(tǒng)工作時(shí)，在發(fā)射通道上，信源或者基帶數(shù)字信號(hào)流入DSP系統(tǒng)，通過(guò)DSP系統(tǒng)的處理，輸出期望的信號(hào)。在這里，我們利用循環(huán)緩沖區(qū)和雙操作數(shù)尋址方法實(shí)現(xiàn)FIR濾波器，濾波:相當(dāng)于軟件無(wú)線電中的信道帶寬為45MHz105MHz。圖中只截取了1024點(diǎn)的一個(gè)周期的數(shù)據(jù)。 else t=9000。else { for(i=0。當(dāng)CCS程序?qū)ζ溲h(huán)連續(xù)讀取時(shí)，就可得到連續(xù)輸入的方波信號(hào)。為了使循環(huán)尋址正常進(jìn)行，除了用循環(huán)緩沖區(qū)長(zhǎng)度寄存器(BK)來(lái)規(guī)定循環(huán)緩沖區(qū)的大小外，循環(huán)緩沖區(qū)的起始的N個(gè)最低有效位必須為0。第一次間接尋址后，AR1指向數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元0061h。要做到這一點(diǎn)，必須利用BK(循環(huán)緩沖區(qū)長(zhǎng)度)寄存器實(shí)現(xiàn)按模間接尋址。依次循環(huán)進(jìn)行。接著，進(jìn)行第二次乘法累加運(yùn)算,最后ARx指向x(n4)。6級(jí)循環(huán)緩沖區(qū)的結(jié)構(gòu)如圖35所示，循環(huán)緩沖區(qū)頂部為低地址單元。例如下面指令: 延時(shí)指令與其它指令相結(jié)合，可以在同樣的機(jī)器周期內(nèi)附加完成這些數(shù)據(jù)傳送操作。y(n)求得以后，從I/O口輸入一個(gè)新數(shù)據(jù)x(n+1)至線性緩沖區(qū)的頂部(低地址)單元，再將ARx指向底部高地址單元，開始第二次執(zhí)行，如圖34所示。在這里，我們先用N=6的線性緩沖區(qū)存儲(chǔ)器來(lái)說(shuō)明。如果I/O設(shè)備是慢速器件，則需要插入等待狀態(tài)。它不斷地輸入樣本x(n)，經(jīng)延時(shí)(z)，做乘法累加，再輸出濾波結(jié)果y(n)。第一、FIR濾波器中的實(shí)現(xiàn)。匯編代碼內(nèi)除了C54x機(jī)器指令外，還可以有匯編偽指令(asse。 對(duì)于性能要求很高的場(chǎng)合，用戶需要用線性匯編對(duì)關(guān)鍵的C代碼進(jìn)行改寫，然后采用匯編優(yōu)化器進(jìn)行優(yōu)化，最大限度的提高代碼效率。(2) C優(yōu)化器對(duì)語(yǔ)法分析器的輸出文件進(jìn)行優(yōu)化，目的是縮短代碼長(zhǎng)度和提高代碼執(zhí)行效率。一、 編譯器C54x的C編譯器對(duì)符合ANSI標(biāo)準(zhǔn)的C代碼進(jìn)行編譯，生成匯編代碼。對(duì)于開發(fā)者，要想在有限的開發(fā)周期內(nèi)充分利用DSP器件的每個(gè)MIPS，有效的開發(fā)工具至關(guān)重要。根據(jù)軟件無(wú)線電信道處理技術(shù)的研究步驟，在設(shè)計(jì)好所需的濾波器后，首先需要在軟件上實(shí)現(xiàn)。因此，DSP在進(jìn)行連續(xù)的乘法運(yùn)算時(shí)，每一次乘法運(yùn)算都是單周期的。(6)采用先進(jìn)的IC制造工藝，降低了芯片的功耗，提高了芯片的性能。(2)具有高度并行性和專用硬件邏輯的CPU設(shè)計(jì)，提高了芯片的性能。只有選擇了DSP芯片，才能進(jìn)一步設(shè)計(jì)其外圍電路及系統(tǒng)的其他電路。第3章基于DSP平臺(tái)的軟件無(wú)線電信道的設(shè)計(jì)在這一章里，通過(guò)運(yùn)用DSP的集成開發(fā)環(huán)境CCS，完成了軟件無(wú)線電中信道處理技術(shù)的設(shè)計(jì)與理論實(shí)現(xiàn)，這是本論文的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。運(yùn)行plot(t,sig)。figure。plot(t,sig)。在此程序中,向量b[0,0,0,0,0,0,0,0,0,0]就是所求濾波器的系數(shù)，在此設(shè)計(jì)的是18階濾波器，所以濾波器的返回系數(shù)有19個(gè)。[h,f]=freqz(b)。Wn是一個(gè)包含兩個(gè)元素的向量，Wn=[W1 W2],其通帶為W1WW2。階數(shù)為18。窗函數(shù)法設(shè)計(jì)FIR濾波器的基本思想是:根據(jù)給定的濾波器技術(shù)指標(biāo)，選擇濾波器長(zhǎng)度N和窗函數(shù),使其具有最窄寬度的主瓣和最小的旁瓣。fftfilt()利用效率高的基于FFT重疊相加算法實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)濾波，該函數(shù)只實(shí)用于FIR濾波器。fir2()函數(shù)設(shè)計(jì)的FIR濾波器，其濾波器的頻率特性由矢量f和m決定，f、m分別為濾波器的期望幅頻相應(yīng)的頻率相量和幅值相量。Matlab的數(shù)字信號(hào)處理工具箱包含了各種經(jīng)典和現(xiàn)代的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，所以在實(shí)際軟硬件模擬系統(tǒng)之前，可以先根據(jù)工程實(shí)際的需要，選擇Matlab中的窗函數(shù)來(lái)求得濾波器的系數(shù)，并編寫相應(yīng)的程序來(lái)檢驗(yàn)所求得的系數(shù)是否符合最終的要求，以此來(lái)縮短設(shè)計(jì)周期，減少工作量，提高設(shè)計(jì)效率。FIR濾波器的軟件實(shí)現(xiàn)可以選用許多算法語(yǔ)言來(lái)完成，例如C語(yǔ)言，Pascal語(yǔ)言等。硬件實(shí)現(xiàn)指的是根據(jù)數(shù)字濾波器的數(shù)學(xué)模型和算法，設(shè)計(jì)專用數(shù)字信號(hào)處理器，使計(jì)算程序全部硬件化。