【正文】 上兩步的結(jié)果是得到以差分或系統(tǒng)函數(shù)或沖激響應(yīng)描述的濾波器。在工程實際中，這種指標(biāo)最受歡迎。數(shù)字濾波器設(shè)計的基本步驟如下： （1）確定指標(biāo)在設(shè)計一個濾波器之前，必須首先根據(jù)工程實際的需要確定濾波器的技術(shù)指標(biāo)。在數(shù)字信號處理的許多領(lǐng)域中，常常需要濾波器具有線型相位，對FIR數(shù)字濾波器的沖激響應(yīng)h(n)施加一定的約束，就可以很容易地做到這一點。它們的系統(tǒng)函數(shù)為：N1階FIR濾波器 （24） N階IIR濾波器 （25）無限長單位沖激響應(yīng)((IIR)濾波器有以下幾個特點:（1）系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)h(n)是無限長的。一類稱為經(jīng)典濾波器，即一般濾波器，特點是輸入信號中有用頻率和希望濾除的頻率成分各占不同的頻帶，通過一個合適選頻濾波器達(dá)到濾波的目的。 值得指出的是，上述帶通采樣定理適用的前提條件是:只允許在其中的一個頻帶上存在信號，而不允許在不同的頻帶上同時存在信號，否則將會引起信號的混疊。由于軟件無線電所覆蓋地范圍一般都要求比較寬,作為軟件無線電,只有這樣寬的頻段才能有廣泛地適應(yīng)性,這也是它的最突出的特點之一。FIR數(shù)字濾波器是指用有限精度算法實現(xiàn)的,完成信號濾波處理功能的離散時間線性非時變系統(tǒng),其輸入是一組由模擬信號取樣和量化得到的數(shù)字量,其輸出是經(jīng)過變換得另一組數(shù)字量。論文將按照下面的描述進(jìn)行內(nèi)容的安排：第一章在分析軟件無線電的起源、研究現(xiàn)狀以及存在問題的基礎(chǔ)上,提出了本課題研究的目的與意義。該系統(tǒng)選擇TMS320VC5509芯片為處理芯片，該芯片具有性能（最高可達(dá)到200MHz的處理速度）、功耗低、接口多、外設(shè)豐富的特點，其良好的開發(fā)環(huán)境CCS，可以實現(xiàn)各種算法的仿真設(shè)計，在此基礎(chǔ)上，完成信道處理算法的仿真，并根據(jù)選擇的算法需求，選擇合適的外圍芯片，設(shè)計硬件平臺，在硬件平臺上完成軟件的設(shè)計，經(jīng)反復(fù)調(diào)試，使系統(tǒng)指標(biāo)符合要本論文在論述了軟件無線電技術(shù)的背景、研究現(xiàn)狀、國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r、以及它的特點的基礎(chǔ)上,提出了本課題研究的目的和意義,找出了信道處理技術(shù)的關(guān)鍵是在于對不同頻帶的信號進(jìn)行接收處理,亦即設(shè)計不同的濾波器在通用硬件平臺上實現(xiàn)。由于DSP處理能力的制約,在射頻完成信息的軟件處理,目前是非常困難的。目前己取得一些重要研究成果,確定了各模塊應(yīng)滿足的性能指標(biāo)。20世紀(jì)80年代,美國率先在軍事系統(tǒng)中開始了軟件無線電的研究、開發(fā)和試驗。但目前國內(nèi)的研究多處于試驗階段,尚未有比較成熟的軟件無線電產(chǎn)品問世。試驗平臺由一些硬件(包括射頻部分,以及由FPGA等實現(xiàn)的中頻部分)和帶有NIC的高速局域網(wǎng)組成。模擬體制與數(shù)字體制并存,TDMA體制與CDMA體制共存。各個體制之間互不兼容,各自使用的電臺功能單一,這使得軍隊面臨頻帶擁擠的狀況。對課題“軟件無線電信道處理的DSP實現(xiàn)”的研究背景及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了廣泛的調(diào)查研究，對課題設(shè)計所涉及的關(guān)鍵技術(shù)有了較為深刻的認(rèn)識，計劃并最終明確了課題應(yīng)該完成的任務(wù)，設(shè)計出合理的思路，研究可行的手段，直至完成論文。關(guān)鍵詞：軟件無線電 信道 數(shù)字信號處理 FIR濾波器SDR Channel　Processing　Based　On　DSPAbstract The basic concept of software radio is that hardware is the basic platform of wireless munication. More and more function of personal munication is realized by radio is the design of wireless munication which realizes the hardware connection by software. The papermainly studies the processing technique of different channels in SDR (Software Defined Radio). The key technique is to design digital filters of different frequency bands to receive the information of different channels. Based on founding the model of SDR channel processing use MATLAB to realize the design of FIR filters by setting different parameters and transfer the arithmetic to DSP software design. After that use CCS to simulate the FIR filter. The effect can reach the demand of channel processing for SDR.Key words SDR channel DSP FIR filter引言以現(xiàn)代通信理論為基礎(chǔ),以數(shù)字信號處理為核心,以微電子技術(shù)為支撐的軟件無線電自從1992年由JooMitola提出以來,在最近幾年取得了引人注目的進(jìn)展,引起了包括軍事通信、個人移動通信、微電子以及計算機(jī)等電子領(lǐng)域的巨大關(guān)注和廣泛興趣。它使得通信體制具有很好的通用性、靈活性和可配置性,并使系統(tǒng)互聯(lián)和升級變得容易。本論文重點研究了軟件無線電中不同信道的處理技術(shù),其技術(shù)關(guān)鍵在于構(gòu)建不同頻段的數(shù)字濾波器及進(jìn)行不同信道信息的接收處理。面對多種通信體制并存、各種標(biāo)準(zhǔn)層出不窮和頻率資源缺乏的現(xiàn)狀,以硬件為主的傳統(tǒng)的通信體制已難以適應(yīng):出于各種新標(biāo)準(zhǔn)的射頻載波頻率和調(diào)制方式不同,限制了設(shè)備間的互通和兼容,造成了資金大量浪費和重復(fù)投入。1992年5月,在美國電信系統(tǒng)會議上,MITRE公司的JoeMitola首次提出了軟件無線電的概念,其核心思想是:構(gòu)造一個具有開放性、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的通用硬件平臺,將各種功能,如工作頻率、調(diào)制解調(diào)類型、數(shù)據(jù)格式、加密模式、通信協(xié)議等用軟件來完成,并使寬帶刀D和D/A轉(zhuǎn)換器盡可能地靠近天線,以研制出具有高度靈活性、開放性的新一代無線通信系統(tǒng)。、水平和發(fā)展趨勢國內(nèi)對軟件無線電技術(shù)的研究,開始于1995年美國第一臺高水平的軟件無線電系統(tǒng)SPEAKeasy問世。觀看軟件無線電試驗平臺的現(xiàn)場演示后,專家組經(jīng)認(rèn)真討論,一致認(rèn)為:該課題在基礎(chǔ)理論及試驗平臺研究方面取得了重要進(jìn)展,其研究成果在軍事和名用領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。軟件無線電的想法最早產(chǎn)生于20世紀(jì)70年代末, Tbttlebee把當(dāng)時安裝了8085微處理器的A/D和工作于VLF的無線電設(shè)備的Roke Manor Researeh(Romsey United Kingdom)稱為世界上第一個關(guān)于軟件無線電技術(shù)研究的工作場所,但是鑒于當(dāng)時可編程芯片和模數(shù)轉(zhuǎn)換器發(fā)展水平有限,還不可能實現(xiàn)商業(yè)化,因而早期的研究都是用于軍事目的的。ACTS是歐洲聯(lián)合研究項目。軟件無線電是用軟件實現(xiàn)各種功能的無線電通信設(shè)備,因而所有的處理均是針一對數(shù)字化信號進(jìn)行,其理想結(jié)果形式如圖1所示。并且,隨著DSP及DDC、DUC、A/D和D/A技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字化頻段可向射頻段靠近,最終過渡到真正意義的軟件無線電系統(tǒng)。這種方法靈活,但一般不能完成實時處理。第三章基于DSP平臺的數(shù)字濾波器的實現(xiàn)。軟件無線電的核心思想是對由天線感應(yīng)的射頻模擬信號盡可能地直接進(jìn)行數(shù)字化,將其變換為適合于數(shù)字信號處理器(DSP)或計算機(jī)處理地數(shù)據(jù)流,然后通過軟件來完成各種功能,使其具有更好地可擴(kuò)展性和應(yīng)用環(huán)境適應(yīng)性。而必須采用帶通采樣,在本文的濾波器設(shè)計中也同樣采樣帶通采樣。所謂的數(shù)字濾波器，是指輸入、輸出均為數(shù)字信號，通過一定運算關(guān)系改變輸入信號所含頻率成分的相對比例或者濾除某些頻率成分的數(shù)字器件。、卡爾曼濾波器、自適應(yīng)濾波器等。 但是，同一種系統(tǒng)函數(shù)H(z)可以有多種不同的結(jié)構(gòu),它的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有直接I型、直接II型、級聯(lián)型和并聯(lián)型四種。IIR濾波器的特征是，具有無限持續(xù)時間沖激響應(yīng)。幅度指標(biāo)主要以兩種方式給出。 不存在延遲失真，只有固定數(shù)量的延遲。數(shù)字濾波器的實現(xiàn)方法一般有以下幾種:第一， 采用加法器、乘法器、延時器設(shè)計專用的濾波電路，單片通用數(shù)字濾波器(如TDC 1028)使用簡單方便，但由于字長和階數(shù)的規(guī)格較小，不易完全滿足實際需要。隨著可編程邏輯器件的容量和不斷增加速度，實現(xiàn)單片系統(tǒng)集成(SystemOnChip)已經(jīng)成為可能。線性相位是指是w線性函數(shù)，即: ， 為常數(shù) （210）稱滿足(210)式是第一類線性相位。令h (n)表示濾波器的沖激響應(yīng)，x (n)表示輸入序列，y (n)表示輸出序列，則濾波器的輸入、輸出關(guān)系式為: (224)由此關(guān)系式可畫出直接型的基本結(jié)構(gòu)如圖21所示:線性相位FIR濾波器的單位沖激響應(yīng)h (n)關(guān)于n= (N1) /2對稱，所以可畫出線性相位FIR濾波器的直接型結(jié)構(gòu)如圖22和圖23所示: F工R濾波器設(shè)計任務(wù)主要是選擇有限長度的h (n)，盡可能逼近傳輸函數(shù)。用窗函數(shù)設(shè)計FIR濾波器的步驟如下:（1）根據(jù)技術(shù)要求確定待求濾波器的單位取樣響應(yīng)。設(shè)所要設(shè)計的是偶對稱的N為奇數(shù)的一類線性相位濾波器，則需有: (230)其中H( })具有偶對稱性質(zhì)，即: (231)如果H(k)也用幅值H和相角來表示，則有 H= H (232)根據(jù)約束條件，值應(yīng)為 (233)必須滿足對稱要求，即: = (234)對于其它3種情況，幅度與相位有著相應(yīng)的約束關(guān)系。這種方法靈活，但一般不能完成實時處理。功能強(qiáng)大，與其它計算機(jī)語言相比，它的特點是簡潔和智能化，具有極高的編程和調(diào)試效率，它集成了大量函數(shù)數(shù)學(xué)運算的分析軟件，是非常高效實用的。filter()用于實現(xiàn)IIR和FIR濾波器對數(shù)據(jù)的濾波，常用來計算濾波器對輸入的響應(yīng)。通帶截止頻率為60MHz和90MHz。b=fir1(n,Wn,‘bandpass’)。sig=sin(2*pi*75000000*t)+*sin(2*pi*10000000*t)+3*sin(2*pi*18000000*t)。ylabel(‘幅值’)。通常依據(jù)系統(tǒng)的運算速度、運算精度和存儲器的要求等來選擇DSP芯片。(5)采用先進(jìn)的靜態(tài)設(shè)計技術(shù)，進(jìn)一步降低了功耗，使芯片具有更強(qiáng)的應(yīng)用能力。這為軟件無線電中不同頻率信號的處理提供了保障。下面分別介紹編譯器、匯編優(yōu)化器、連接器和其他一些工具。匯編優(yōu)化器是芯片代碼產(chǎn)生工具內(nèi)極具特色的一部分，它在DSP業(yè)界首創(chuàng)了對線性匯編代碼自動進(jìn)行優(yōu)化的技術(shù)。其主要功能是根據(jù)用戶定義的數(shù)據(jù)和程序存放地址，把匯編器生成的浮動地址代碼和數(shù)據(jù)映射到用戶系統(tǒng)的實際地址空間。將地址Smem的數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)容送端口PA這兩條指令至少要2個字和2個機(jī)器周期。每次乘法累加運算之后，還要將該數(shù)據(jù)向下(高地址)移位。下面以N=6的FIR濾波器循環(huán)緩沖區(qū)為例，說明循環(huán)緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)是如何尋址的。然后，從I/O口輸入數(shù)據(jù)x(n+3)，將原來存放x(n3)的數(shù)據(jù)存儲單元改寫為x(n+3)。 例如，(BK) =N=6}.(AR1)=0060h，用*ARx+%間接尋址。在用CCS實現(xiàn)軟件無線電FIR濾波器時，該方波信號持續(xù)一段時間為高電平，持續(xù)一段時間為低電平。 if(j10) t=9000。首先，、。它的設(shè)計通用性、靈活性比較好，開發(fā)相對而言比較容易，性能也比