【正文】 地址產(chǎn)生硬件 其中,事件寄存器負(fù)責(zé)對(duì)EDMA事件進(jìn)行捕獲,一個(gè)事件相當(dāng)予一個(gè)同步信 號(hào),由它觸發(fā)一個(gè)EDMA通道開(kāi)始數(shù)據(jù)傳輸,如果有多個(gè)事件同時(shí)發(fā)生,則由事 ,這些 參數(shù)會(huì)被送入地址發(fā)生器硬件,進(jìn)而產(chǎn)生讀寫操作所需的地址. [琢 ,IMS320C6713訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)必須通過(guò)外部存儲(chǔ)器接口EMIF(External memory interface).EMIF具有很強(qiáng)的接口能力,不僅具有很高的數(shù)據(jù)吞吐率,而 且?guī)缀蹩梢耘c匿前所有類型的存儲(chǔ)器直接接疊,這些存儲(chǔ)器包括: 五階線性相位,系數(shù)固定的級(jí)聯(lián)梳狀濾波器,可編程抽取倍數(shù)(132): Q蛾(33) 式中,Q.,為輸入信號(hào)的抽樣頻率,Q.:為輸出信號(hào)的抽樣頻率,D為抽取率. 由此可見(jiàn),在輸入信號(hào)被抽取之前,必須先進(jìn)行低通濾波,將頻率大于熹Q磁。輸入帶寬為250MHz。H2(z) (214) 其中, 置(z)2毒 胃2(力=l—z一 (215) () 由上式看避,CIC濾波器由兩部分組成,即積分器羈0≥和微分器段:(z)的級(jí) CIC濾波器的基礎(chǔ)是完美的零極點(diǎn)抵消,要實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)事實(shí),只有使用精確 ,系統(tǒng)中 ,算法是以模2b執(zhí)行, 因此,雖然累加器會(huì)有溢出的情況發(fā)生,但二進(jìn)制補(bǔ)碼系統(tǒng)的精確算法會(huì)自動(dòng)地 對(duì)積分器的溢掘進(jìn)幸予補(bǔ)償,依然可以得到正確的輸出結(jié)果,不會(huì)受到累加器溢出 的影響. 令z=P歸,代入式()中,則可以得到CIC濾波器的頻率響應(yīng)劈0‖)為: 日(口一)=r≥(1_eJWD) I一口…. 拳觸岸)Sa—t(≯晦 位特性的,. (217) 式中,Sa(x)=sin(x)/x,為抽樣函數(shù),麗且Sa(O)= 24 湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 為了降低旁瓣電平, 波器的阻帶衰減難以滿足較高要求,為了加大阻帶衰減,可以用Q個(gè)積分梳狀濾 : 蠔(z)=研(1zD)Q (218) . 則Q級(jí)CIC濾波器實(shí)現(xiàn)的頻率響應(yīng)為: k(Pp)l= i l ‖群(警)艫(詈)(219) slni_j 濰T l ≈Q[20lg(b)]=Q% () .鋤1口 抽取因子D的選取需要考慮兩方面因素: 1)滿足阻帶衰減要求,Q級(jí)CIC濾波器的阻帶為: 班扣g塑sin(bz) 其中帶寬比例囂子6然z%,當(dāng)bl,.l時(shí), 增大抽取因子,可以獲得更大的阻帶衰減. 湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 3)滿足通帶容差要求,也就是說(shuō)帶寬因子的選取需考慮在緲=蛾時(shí)的幅度不 ,則可求得: 眷20 () 仍設(shè)峨=6警代入可得:艿=20l 例如:當(dāng)b=,萬(wàn)≈。X秘彈) 一2萬(wàn) ⑦五 廣\//\ 廣\//\ P 緲,F 一石 0| 39。 programmable digital radio).PDR能夠?qū)?jiǎn)單的參數(shù)進(jìn)行編程,允許對(duì)其體系結(jié)構(gòu) 進(jìn)行一定程度的重構(gòu), 由硬件來(lái)定義的,這些限制了無(wú)線電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)MBMMR的多頻段部分的能力. 將更多的無(wú)線電基本功能放到軟件領(lǐng)域,才能使無(wú)線電系統(tǒng)具有更大的靈活 性,因此促進(jìn)了軟件無(wú)線電的提出. 軟件無(wú)線電的基本概念包含三層含義: 第一是全數(shù)字化,將寬帶A/D和D/A向射頻端靠近,由基帶移到中頻,甚至 射頻。不僅在基帶數(shù)字化,而且要在中頻甚至射頻數(shù)字化:不僅接收機(jī)數(shù)字化,發(fā) 射機(jī)也要數(shù)字化. 第二是把硬件作為無(wú)線電通信的基本平臺(tái),而盡可能多的通信功能用軟件來(lái) 湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 實(shí)現(xiàn),通信體制由軟件定義,故軟件無(wú)線電又叫做Softwaredefmed Radio(SDR). 第三是軟件無(wú)線電不僅僅是一種實(shí)現(xiàn)方法,更代表了一種新型的體制和開(kāi)放 的,可擴(kuò)展的,模塊化的軟硬件平臺(tái)體系結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)多頻段,多模式,多業(yè)務(wù), 多個(gè)性. 軟件無(wú)線電是一種復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng),軟件無(wú)線電極大的拓展了數(shù)字 ,通信功能基本上是模擬實(shí)現(xiàn)的,軟件無(wú)線電的出現(xiàn)使 調(diào)制解調(diào),編碼解碼,信令規(guī)則與處理,信道選擇,天線波束形成等都可以耀數(shù) 字信號(hào)處理來(lái)實(shí)現(xiàn),無(wú)線電不再是一堆各式各樣的硬件,而是一個(gè)統(tǒng)一的外客, 頻段多模式電臺(tái)開(kāi)始的,其思想很快被應(yīng)用于民用移動(dòng)通信,之后軟件無(wú)線電的概 念已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了無(wú)線通信,焉是適應(yīng)于整個(gè)廣義的通信領(lǐng)域. 從功能模塊來(lái)看,軟件無(wú)線電的研究?jī)?nèi)容主要包括以下方面: 1)數(shù)字中頻尉頻理論 研究寬帶中頻(射頻)信號(hào)的采樣量化和波形合成,多采樣率數(shù)字信號(hào)處理, 數(shù)字化信道選擇,基帶調(diào)制信號(hào)與帶通信號(hào)通過(guò)正交調(diào)制(解調(diào))的數(shù)字上(下) 變頻技術(shù). 2)信號(hào)空間映射:多模式調(diào)制解調(diào) 軟件無(wú)線電的一個(gè)重要特征是在基帶進(jìn)行調(diào)制解調(diào),須從信號(hào)空聞角度建立 多模式調(diào)制解調(diào)理論,通過(guò)正交基函數(shù)集合來(lái)表征調(diào)制信號(hào),從而實(shí)現(xiàn)基函數(shù)波 形合成調(diào)制器和基函數(shù)相關(guān)解調(diào)器,在此基礎(chǔ)上研究數(shù)字信號(hào)的檢測(cè)和模擬波形 的估計(jì). 3)全數(shù)字化和軟件信道估計(jì)與檢測(cè) 信道估計(jì)主要完成信道延遲,載波頻率與相位,幅度衰減等參數(shù)的估計(jì)和抑 制各種干擾的波形估計(jì), 往往采用反饋環(huán)的方法進(jìn)行參數(shù)估計(jì),在軟件無(wú)線電中將基予軟化時(shí)鐘概念,采 用直接計(jì)算方法進(jìn)行信道估計(jì)和信號(hào)解調(diào),這也是軟件無(wú)線電酶一個(gè)重要特點(diǎn). 由于軟件無(wú)線電是一種多頻段多模式并與多種網(wǎng)絡(luò)接口的系統(tǒng),對(duì)信道環(huán)境的分 析和監(jiān)測(cè)十分重要,包括實(shí)時(shí)頻譜監(jiān)控,動(dòng)態(tài)頻率分配,確定接收信號(hào)的方向和 能量分布等. 4)蠱適應(yīng)波束形成與智能天線 6 湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 智能天線是從相控陣和數(shù)字波束形成技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的,包括空間特征 矢量獲取(尤其是到達(dá)方向DOA,Direction ofArdval),天線波束的數(shù)字波形等, 從而實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)多廂戶跟蹤,干擾抑制, 數(shù)字信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成,所有的參數(shù)估計(jì),波形合成,鬻標(biāo)跟蹤均由數(shù)字信號(hào)處 理器實(shí)現(xiàn). 5)軟件無(wú)線電系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 上面幾部分是軟件無(wú)線電的數(shù)字化理論基礎(chǔ),劉軟件無(wú)線電的體系結(jié)構(gòu)是關(guān)于 , 多模式,多個(gè)性,多業(yè)務(wù)等特點(diǎn)融入一個(gè)開(kāi)放的,擴(kuò)展的,可拆卸和重用的系統(tǒng) 中. 軟件無(wú)線電有很多優(yōu)勢(shì),僵同時(shí)它也對(duì)相關(guān)技術(shù)提出了更高的要求,影響軟件 無(wú)線電技術(shù)發(fā)展的主要關(guān)鍵技術(shù)有:開(kāi)放式總線結(jié)構(gòu),寬帶/多頻段天線技術(shù),寬 帶數(shù)模轉(zhuǎn)換技術(shù),數(shù)字下變頻技術(shù),高速數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)及信令處理技術(shù)等. 軟件無(wú)線電的一個(gè)重要特點(diǎn)就是開(kāi)放性,這主要體現(xiàn)在軟件無(wú)線電所采用的 開(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn)化總線結(jié)構(gòu)上,只有采用先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)化總線,軟件無(wú)線電才能發(fā)揮其 適應(yīng)性廣,在 研制開(kāi)發(fā)過(guò)程中,必須逐步形成標(biāo)準(zhǔn)化的硬件平臺(tái)和軟傳平臺(tái),而標(biāo)準(zhǔn)化的總線 雙總線結(jié)構(gòu),既:,如VME總線等,盡 可能采用現(xiàn)有的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),以便于利用已有的軟件及硬體平臺(tái),加快開(kāi)發(fā)速度. 為了適應(yīng)軟件無(wú)線電的需求,可將VME總線作為軟件無(wú)線電的首選總線,因?yàn)?VME總線是一種多機(jī)并行處理的高性能總線,是目前市場(chǎng)占有率最高的高檔標(biāo)準(zhǔn) : (1)高性能:V避總線支持獨(dú)立32位地址和32位數(shù)據(jù)總線. (2)并行性:VME總線支持面向多主機(jī)的并行處理,能保證多個(gè)不同CPU 的并行處理和協(xié)調(diào)工作,并能共享系統(tǒng)資源. (3)實(shí)時(shí)性:VME總線具有優(yōu)異的中斷處理結(jié)構(gòu),并運(yùn)用菊花鏈仲裁算法 和優(yōu)先權(quán)相結(jié)合策略,給重要的任務(wù)分配高的優(yōu)先權(quán),可提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)響應(yīng)能 湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 力. (4)可靠性:VME總線的模板具有優(yōu)良的防震結(jié)構(gòu)和物理特性. 高速數(shù)據(jù)總線結(jié)構(gòu)是軟件無(wú)線電體系結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵,黼前還沒(méi)有形成標(biāo)準(zhǔn),世 界各國(guó)都在努力研究,以期得到適會(huì)軟件無(wú)線電高速數(shù)據(jù)處理要求的總線結(jié)構(gòu)標(biāo) 準(zhǔn). 理想的軟件無(wú)線電系統(tǒng)的天線部分應(yīng)該能夠覆蓋全都無(wú)線電通信頻段,這對(duì) ,但是效率太 ,而不必覆蓋全部頻段,故可 , 9601220MHz. 在軟件無(wú)線電通信系統(tǒng)中,要達(dá)到盡可能多的以數(shù)字形式處理無(wú)線信號(hào),必須 把A/D轉(zhuǎn)換盡可能地向天線端推移,這樣就對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器的性能提出了更高的要 ,A/D轉(zhuǎn)換要求滿足Nyquist準(zhǔn)則,而 在實(shí)際應(yīng)用中,為保證系統(tǒng)更好的性能, 50MHz的蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng),其抽樣率要求達(dá)到125MSPS(每秒百萬(wàn)次抽樣)以 的分辨率,抽樣率, 分辨率的A/D轉(zhuǎn)換器最有可能運(yùn)用于軟件無(wú)線電通信系統(tǒng)中,但低分辨率A/D轉(zhuǎn) WCDMA空中接口,一個(gè)載頻的帶寬可以是5MHz,10MHz或20MHz,目前的 MD轉(zhuǎn)換技術(shù)已經(jīng)基本滿足要求,對(duì)更高的轉(zhuǎn)換帶寬要求,可以用并行A/D轉(zhuǎn)換 的方法完成. A/D轉(zhuǎn)換器目前的性能指標(biāo)和下一個(gè)發(fā)展因標(biāo) 分辨率 現(xiàn)狀(抽樣率)/數(shù)據(jù)速率 200KSPS/ 20MSPS/200Mbps 500MSPS/4000Mbps 下一個(gè)發(fā)展目標(biāo) 5A蓮SpS 8bit 50MSPS 1 000MSPS 8 湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 數(shù)字下變頻(DDCDigital Down Converter)是A/D變換后首先要完成的處 理工作,包括數(shù)字下變頻,濾波和二次采樣,是系統(tǒng)中數(shù)字處理運(yùn)算量最大的部 分,要進(jìn)行較好的濾波等處理,需要對(duì)每個(gè)采 ,若系統(tǒng)寬帶為10MHz,則 (Million Instructions Per Second,百 萬(wàn)條指令)的運(yùn)算能力,這是現(xiàn)有的任何單個(gè)DSP很難勝任的,因此一般都將DDC ,又有 ,是一個(gè)可編程較強(qiáng)的芯片, 能方便的通過(guò)改變控制參數(shù)來(lái)改變信道的中心頻率,帶寬和二次采樣率,完成從 一個(gè)帶寬信號(hào)中濾出所需的帶寬和頻點(diǎn)的多個(gè)信號(hào)的功能. 這部分主要完成基帶處理,調(diào)制解調(diào), 工作用高速數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)完成,這是軟件無(wú)線電的一個(gè)核心部分,但也 , 個(gè)DSP處理能力不足時(shí),可采用多個(gè)DSP芯片的并行處理提高運(yùn)算能力. 在現(xiàn)代的移動(dòng)通信系統(tǒng)中,信令部分已經(jīng)是用軟件完成,軟件無(wú)線電的任務(wù)是 將通信協(xié)議及軟件標(biāo)準(zhǔn)化, 其協(xié)議的主體部分是公共空間接口,當(dāng)用軟件 無(wú)線電實(shí)現(xiàn)多?；ヂ?lián)時(shí), 線信令按軟件無(wú)線電的要求劃分成幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的層次,開(kāi)發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)的信令模塊,研 究通用信令框架. 軟件無(wú)線電的想法最早產(chǎn)生于20世紀(jì)70年代末, Tuttlebee把當(dāng)時(shí) 安裝在8085微處理器的A/D和工作于VLF的無(wú)線電設(shè)備的Poke Manor Rcsearch(Romsey United Kingdom)稱為世界上第一個(gè)關(guān)于軟件無(wú)線電技術(shù)研究的 ,還不可能實(shí)現(xiàn) 商業(yè)化,因而早期的研究都是用于軍事目的的. 9 湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 20世紀(jì)80年代,美國(guó)率先在軍事系統(tǒng)中開(kāi)始了軟件無(wú)線電的研究,開(kāi)發(fā)和實(shí) ,由于計(jì)算機(jī)技術(shù),微電子技術(shù),通信技術(shù)和VLSI技術(shù)飛速 發(fā)展,MITRE公司的Joe M№la在美國(guó)電信系統(tǒng)會(huì)議(National Telesystems Conference)上首次明確提出了軟 件無(wú)線電的概念,其基本思想是:以通用硬件作為基本平臺(tái),將寬帶A/D,D/A 盡可能靠近天線,把盡可能多的無(wú)線通信功能用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn),從而將無(wú)線通信新 系統(tǒng),以Joe Mitola的軟 件無(wú)線電結(jié)構(gòu)一文為代表,與其它論文一起構(gòu)成了第一期關(guān)于軟件無(wú)線電的?？?發(fā)表以后,商用軟件無(wú)線電的研究開(kāi)始迅速升溫. 在軍用領(lǐng)域,美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃總署首先提出了Speakeasy計(jì)劃,計(jì)劃 第一階段的冒標(biāo)是研制開(kāi)發(fā)多頻段多模式軍用電臺(tái)(MBM麓amp。 39。當(dāng)b=,. 也就是說(shuō)從帶內(nèi)平坦度考慮,帶寬因子b也不能太大,否則會(huì)引起高頻失真. 同理我們可以得到Q級(jí)CIC濾波的帶內(nèi)容差為。 的 . 32 湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 隨著對(duì)軟件無(wú)線電技術(shù)研究的深入,數(shù)字下變頻器的性能也在不斷改進(jìn),自從 GrayChip公司推出第一枚單信道數(shù)字下變頻專門硬件以來(lái),數(shù)字下變頻器的品種 的HSP50214B, 用于GSM,CDMA,無(wú)線本地環(huán)路和軟件無(wú)線電接收機(jī)等系統(tǒng)中. ,HSP50214B 的綜合性能是最好的,具有其鏈薅個(gè)器件所沒(méi)有的性能:采用雙時(shí)鐘,獲焉器件 輸入速率與輸出速率之間不用保持整數(shù)倍關(guān)系?？删幊坛槿CF(RAMCoeffcient FIR)濾波器,256階20位可編程系數(shù), 可編程抽取倍數(shù)(132): Pipeline結(jié)構(gòu)的同步突發(fā)靜態(tài)RAM(SBARAM) 參數(shù)RAM 湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 二是數(shù)字本振 相位的分辨率不夠而引起數(shù)字本振樣本數(shù)值的近似取值. 根據(jù)多抽樣率數(shù)字信號(hào)處理的理論,可以證弱,為了使數(shù)字下變頻中抽取之后 信號(hào)的頻譜不致混疊,輸入信號(hào)中的最高模擬頻率成分Q,必須滿足: Q.≥≤=247。 O—z加) 2■——z歹 =Hl(z)10)可得抽取序列勃仍)之離散傅氏變換為: 縱∽=去萋X[ej(w2M)ID] 39。投資 商則可以在通用的可擴(kuò)展的硬件平臺(tái)上,通過(guò)開(kāi)發(fā)新的應(yīng)用軟件來(lái)滿足用戶或市 場(chǎng)的新要求,適應(yīng)不斷發(fā)展的技術(shù)進(jìn)步. (ivu) ,其主要目標(biāo)是建立一個(gè)可以全球漫游,跨系統(tǒng),跨 線電平臺(tái)轉(zhuǎn)換成更