理系统的整体框图。是原始信号，是经过处理后的输出信号，两者之间的部分是信号转换和信号处理的通道。其中的低通滤波器又称为抗混叠滤波器，其作用是将高于采样频率半的信号频率分量滤除，防止采样后产生信号的频率混叠。随后，信号经采样和后，变成数字量。数字信号处理模块对进行处理，得到输出信号，经变成模拟信号送到低通滤波器。这个滤波器是平滑滤波器，滤除后的高频分量，得到比较纯净的模拟信号。数字信号处理模块低通滤波器低通滤波器图数字信号处理系统整体框图上图中的数字信号处理模块无疑是该系统的核心部分。信号处理模块的核心器件般可以选择计算机，专用集成芯片，通用微处理器以及现场可编程门阵列等。最近几年来，随着性能的提高和价格的降低，它已经成为数字信号处理系统的核心器件，它的高速并行处理能力是其他处理模块所无法匹敌的。然而，数字信号处理开发人员往往熟悉使用或语言来进行系统建模，而对开发所需的硬件描述语言比较陌生，如何将两种方法结合，具有定的挑战性。就是为实现使用或环境开发而产生的。它能够在提供的环境中对所需的硬件系统进行图形化建模，在信号处理中的应用扩展了传统的的设计方式，提高了开发效率。另外，可以直接将创建的图形化系统转化为的工程，大大减少了开发时间，降低了出错率。本文通过比较数字系统设计传统方法和开发的特点，展示了后者的优越性。并且应用该方法设计验证了套软件无线电中频接收机系统中数字下变频系统。青岛科技大学本科毕业设计论文数字信号处理系统设计方案比较基于的传统数字系统设计方法传统的数字系统设计需要使用或者语言对系统模块进行描述，然后根据系统级模型使用硬件描述语言完成硬件寄存器传输级的实现。可以用图中的流程图来概括这种开发过程系统任务及要求仿真参数是否达到要求用或环境建立系统模型仿真测试否用语言建立寄存器传输级模型行为级仿真是仿真参数是否达到要求否时序仿真仿真参数是否达到要求是否对编程开始结束是图基于的传统数字系统开发流程图容易看出，传统的设计方法存在很大的弊端使用或环境建立的系统级模型的正确性，并不能保证将其转化为产生的级模型的正确性。这种转化不仅要求开发人员同时具有良好的或语言的开发能力，并且会耗用大量的时间，更重要的是，这种由高级语言模型到硬件描述语言模型的转化有时候是很难甚至根本无法实现的。基于的数字系统设计方法使用可以避免传统方法中的弊端。概述在信号处理中的应用是公司的系统级建模工具，继承了的模块化建模方式及其动态系统建模仿真和分析功能，同时，它还可以将功能模块定义的系统参数映射为硬件实现中的实体结构端口信号和属性，并能够自动生成综合仿真和实现工具所需的命令文件。由此可见，是数字信号处理系统设计与实现之间的桥梁。使用的基本概念是中的个专用库，包裹所有专用模块，是设计中必须用到的模块。可以在库浏览器窗口看到，与有关的库包括和，其中包括所有的块，共有超过种不同的功能块用于构建系统。边界设计是基于定点数的实现方式，而的基本模型设计基于浮点数，因此在设计中必须包含浮点数到定点数的转换模块。和模块即完成上述功能，所以在设计中必须包含这两个模块。模块将全精度浮点数转换成下的信号类型定点数，模块将仿真的定点结果转换成浮点数。和模块的中间部分为全定点数运算模块，可映射为硬件实现单元，故从种意义上说，两个模块定义了的边界。图标每个设计中必须至少包含个图标，双击该图标可以修改实现属性，包括目标板语言选择系统时钟周期等。图表中列出了当前系统设计中的所有可配置属性，修改选项设置，点击按钮即可完成硬件实现过程。构造仿真数据是基于的高层模型化设计，所以允许使用语言产生数据源和对仿真结果进行分析处理。在和库中可以选择使用和模块，这两个模块常用作青岛科技大学本科毕业设计论文工程中数据源的产生。数据源作为二维矢量第列为仿真时间，第二列为相应的数据源，这种设计方法在设计中非常流行。使用的开发流程使用进行开发的流程如图所示所示系统算法开发自动代码生成块集嵌入式开发时序分析硬件协仿真执行流程仿真编程编程工程文件网表文件图基于的数字系统开发流程图首先使用进行系统级算法的仿真建模，产生工程文件。在图表中选择硬件配置属性。点击图标的按钮，进行自动代码生成。根据选择的目标代码和种代码进行硬件实现验证或继续开发。在信号处理中的应用软件无线电及其组成软件无线电是近年来提出的种实现无线通信的新思路，核心思想是构建个开放性标准化模块化的硬件平台，而通过软件的加载来实现诸如工作频段调制类型数据格式加密格式等各种通信模块的功能。之所以选择软件无线电作为使用开发基于的数字信号处理系统，不仅仅因为软件无线电广阔的应用前景，还因为它的结构和开发过程，完整的体现了的各个常用模块的使用方法和使用技巧，展现了它开发数字系统的强大优势。软件无线电的概念软件无线电我们是这样来定义的，简称采用数字信号处理技术，在具有可编程性的可控制的通用硬件平台上，利用软件编程来去实现无线电台的各种功能，包括前端部分的接收中频信号的处理和信号基带处理等。也就是对整个无线电台从高频中频基带信号控制直到控制协议全部用软件的形式编程来实现。其主要核心思想是在尽可能靠近天线的部分使用宽带的模拟或者数字转换器件，即转换器件，完成信号的离散化也即数字化，从而使无线电台的功能最大程度的使用软件编程实现。软件无线电可以说是种基于数字信号处理芯片，以软件为核心的无线通信体系结构。软件无线电并不是指软件编程组成而不需要硬件部分，指的是把硬件作为个基本的操作平台，这个平台具有模块化标准化和以总线方式连接三个特点。个典型的软件无线电可以把硬件部分划分成多个层射频中频基带信源和信令等，这些层具有模块化的结构，层与层之间的连接是通过数据总线和控制总线来实现的。软件无线电的最终目的是要使通信系统彻底的摆脱硬件结构束缚，是种很开放的体系结构。对研制的开放性对生产的开放性和使用的开放性给科研部厂家和用户带来了极大的有利好处。软件无线电结构及设计方案的选择软件无线电主要由三部分组成，即用于射频信号变换位于之前，之后的射频处理含天线前端高速以及位于之间的数字信号处理单元三部分。青岛科技大学本科毕业设计论文根据对信号进行带通采样的方式不同，主要有以下三种设计结构可供选择射频低通采样结构该方案是理想的软件无线电设计方案，如图所示天线接收发送滤波放大功率放大数字信号处理模块窄带窄带信源终端图理想软件无线电结构框图这种结构非常简洁，将模拟电路的数量减少到最低程度，并将数字处理端尽可能靠近天线部分。但是种结构不仅对的性能如转换速率工作带宽动态范围等提出了非常高的要求，同时对后续数字信号处理模块处理速度要求也特别的高，这是因为射频低通采样的采样速率至少是射频工作最高频率的两倍。射频带通采样结构结构仍然如图所示，不同点在于可以使用频带相对较窄的前置滤波器，并且后级采用了带通采样的方式，因此大大降低了对以及信号处理部分工作频率和工作带宽的要求，具有定的可实现性。但是由于信源的频带仍然很宽，所以这宗采样方式对工作带宽的要求仍然比较高。中频带通采样结构该方案是目前切实可行的方案。如图所示天线接收发送滤波放大功率放大高速高速数字信号处理模块本振中频放大数字下变频数字上变频滤波基带信号窄带窄带信源终端图中频带通采样软件无线电框图在信号处理中的应用以接收机为例，天线接收信号经放大滤波和混频等环节将射频信号变换到中频，经过抗混迭带通滤波后由在中频进行转换，再由数字下变频器将抽样信号变换为数字信号处理模块可直接处理的数字基带信号，该模块完成各种所需的信号处理，并将处理结果送至用户终端。显而易见，这种宽带中频带通采样软件无线电结构是上述三种结构中最容易实现的，对器件的要求最低，是目前软件无线电的种折中实现方案。青岛科技大学本科毕业设计论文软件无线电接收机中频信号处理单元分析如上章所述，合理的通信系统接收机中，信号处理单元般在基带进行。而无线信号在高频传播，也就是说，天线接收到的高频模拟信号需要转换成基带数字信号，才能对其进行数字信号处理的操作，具体转换过程如图所示接收天线射频下变频处理高速过采样滤波器滤波器滤波器数字信号处理单元降采样滤波器组中频信号处理单元中频模拟信号中频数字信号基带数字信号低通限带滤波器图软件无线电接收机结构图天线接收到的高频模拟信号，在射频段进行模拟下变频操作，将高频模拟信号转换成中频模拟信号。接下来中频模拟信号经过过采样后得到中频数字信号，经过中频信号处理单元得到符合设计要求的基带数字信号，最后进入基带数字信号处理单元。中频信号处理单元结构如图所示的软件无线电接收机结构，中频信号处理单元，即是必不可少的处理模块，它将前端的高速中频数字信号与后级的数字信号处理器处理速度和带宽相匹配，起到了重要的作用。中频信号处理单元内部包含了大量的数字信号处理模块，其中最为重要的部分主要有直接数字频率合成器模块降采样滤波器组和低通限带滤波器，接下来就工作原理的关键参数来分别介绍这三部分。直接数字频率合成器直接数字频率合成器是种全数字化的频率合成器，它采用个恒定的输入参考时钟以数据处理的方式产生频率相位可调的输出信号。系统由相位累加器波形转换器和低通滤波器构成。时钟频率给定后，输出信号的频率取决于频率控制字，频率分辨率取决于累加器位数，相位分辨率取决于的地址线位数，幅度量化噪声取决于的数据位字长和转换器位数。的原理结构图如图所示。在信号处理中的应用频率控制字寄存器相位寄存器正弦余弦查找表频率增量控制字相位累加器量化器图原理结构图在每个到来时，相位累加器将上个时钟周期的累加结果和频率增量频率控制字进行累加，累加结果的高位作为正余弦查找表的地址，输出对应地址上的波形数据