通信系统仿真-论文gocn.docx

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1、 通信信系统仿仿真 专 业：通信工工程 班 级：06级级 姓 名：学 号： 20009年年12月月20日日 目 录1、 前言3-32、 正文4-83、 参考考文献9-99摘要 TLLAB名名字是由由MATTrixx和LAABorratoory两两个词的的前三个个字母组组合而成成的.它它是MaathWWorkks公司司于19982年年推出的的一套高高性能的的数值计计算和可可视化数数学软件件.被誉誉为巨巨人肩上上的工具具.由由于使用用Mattlabb编程运运算与人人进行科科学计算算的思路路和表达达方式完完全一致致，所以以不象学学习其它它高级语语言-如Baasicc、Foortrran和和C等那那样

2、难于于掌握，用用Mattlabb编写程程序犹如如在演算算纸上排排列出公公式与求求解问题题，所以以又被称称为演算算纸式科科学算法法语言一一般数值值分析、矩矩阵运算算、数字字信号处处理、建建模和系系统控制制和优化化等应用用程序，并并集应用用程序和和图形于于一便于于使用的的集成环环境中.在这个个环境下下，对所所要求解解的问题题，用户户只需简简单地列列出数学学表达式式，其结结果便以以数值或或图形方方式显示示出来.引言MATLLAB的的含义是是矩阵实实验室（MMATRRIXLLABOORATTORYY），主主要用于于方便矩矩阵的存存取，其其基本元元素是无无须定义义维数的的矩阵.MATTLABB自问世世以

3、来，就就是以数数值计算算称雄.MATTLABB进行数数值计算算的基本本单位是是复数数数组（或或称阵列列），这这使的MMATLLAB高高度向向量化.经过过十几年年的完善善和扩充充，现已已发展成成为线性性代数课课程的标标准工具具.由于于它不需需定义数数组的维维数，并并给出矩矩阵函数数、特殊殊矩阵专专门的库库函数，使使之在求求解诸如如信号处处理、建建模、系系统识别别、控制制、优化化等领域域的问题题时，显显得大为为简捷、高高效、方方便，这这是其它它高级语语言所不不能比拟拟的.美美国许多多大学的的实验室室都安装装有MAATLAAB供学学习和研研究之用用.在那那里，MMATLLAB是是攻读学学位的大大学生

4、硕硕士生博博士生必必须掌握握的基本本工具.MATLLAB的的应用范范围很广广，在医医疗技术术研究中中，计算算机技术术研究中中、嵌入入式技术术研究中中、DSSP技术术研究中中、电源源技术研研究中都都有应用用，本文文主要从从MATTLABB在DSSP中的的应用来来研究。正文MATLLAB的的作用：基本的数数据处理理优化和解解方程动态过程程仿真：实时的的和非实实时的数据来源源：Exxcell、数据据库、AA/D等等等嵌入式控控制：PPc/1104和和DSPP神经元网网络、小小波分析析、GAA等等虚拟现实实网络MATLLAB辅辅助DSSP设计计的方法法概述实现现MATTLABB辅助DDSP设设计的方方

5、法有两两种，即即CCSSLinnk和EEmbeeddeed TTargget forr TII TMMS3220C660000DSPP。前者者可实现现MATTLABB与C220000/C550000/C660000DSPP之间的的数据交交互和程程序控制制；后者者可实现现从Siimullinkk模型自自动生成成DSPP目标代代码，但但仅支持持C60000系系列的部部分DSSP器件件。考虑到实实验平台台是以CC50000 DDSP为为基础的的，并且且第二种种工具较较容易操操作等因因素，下下面主要要研究利利用CCCSLiink辅辅助DSSP设计计的方法法。1 、mmbedddedd Taargeet

6、 ffor TI TMSS3200C60000 DSPPCoode Commposser Stuudioo(CCCS)是是TI提提供的DDSP的的集成开开发环境境。对于于C60000系系列而言言，利用用工具EEmbeeddeed TTargget forr TII TMMS3220C660000DSPP，用户户可以从从Simmuliink模模型直接接生成针针对DSSP目标标板的可可执行文文件或者者CCSS工程文文件，实实现了MMATLLAB/Simmuliink与与CCSS集成开开发环境境(IDDE)的的无缝连连接，从从而把设设计人员员从繁杂杂的DSSP编程程中解脱脱出来，将将主要的的精力放放

7、在设计计而不是是DSPP编程上上，所以以极大地地缩短了了系统的的测试和和开发周周期，进进而保证证了所设设计系统统的高性性能。2、MAATLAAB LLinkk foor CCodee Coompooserr Sttudiio集成成在MAATLAAB6.5或更更高版本本中的CCCSLLinkk工具把把MATTLABB、TIIDSPP及其集集成开发发环境CCCS连连接在一一起，使使得我们们可以在在MATTLABB环境下下就可以以完成对对CCSS和DSSP目标标板的操操作，包包括与目目标内存存之间的的数据交交互，检检测处理理器的状状态，控控制DSSP程序序的运行行等。它它提供了了MATTLABB、C

8、CCS和目目标DSSP板的的双向连连接，开开发者可可以利用用MATTLABB中强大大的可视视化、数数据处理理和分析析工具对对DSPP中的数数据进行行分析和和再处理理，以辅辅助DSSP系统统设计，这这样就极极大地降降低了开开发人员员编写DDSP代代码的难难度和工工作量，提提高了整整个DSSP系统统的性能能和可行行性。我们们利用CCCSLLinkk提供的的相关函函数能够够实现MMATLLAB与与目标DDSP的的存储器器及寄存存器间的的信息交交互，如如同操作作MATTLABB变量一一样来读读、写TTIDSSP中的的存储器器或寄存存器，即即整个目目标DSSP对于于MATTLABB而言是是透明的的。CC

9、CSLiink支支持TII的C220000/C550000/C660000等多系系列DSSP，应应用广泛泛。3、 SLinnk的实实现方式式及工作作原理（1） CCSSLinnk的实实现方式式利用用CCSSLinnk即可可实现MMATLLAB、CCCS和和目标DDSP之之间的信信息交互互。CCCSLiink共共提供了了3种实实现方式式：1）使用用与CCCS IIDE的的连接对对象。利利用此对对象来创创建CCCS IIDE和和MATTLABB的连接接，从MMATLLAB命命令窗中中即可运运行CCCSIDDE中的的应用程程序，查查询目标标DSPP的状态态信息，修修改或读读取目标标DSPP的存储储器

10、或寄寄存器中中的数据据，甚至至可以调调试DSSP程序序。其工工作原理理见3.2节。2）使使用与RRTDXX(Reeal-Timme DDataa Exxchaangee)的连连接对象象。提供供MATTLABB和硬件件DSPP之间的的实时通通信通道道。利用用此连接接对象，可可以打开开、使能能、关闭闭或禁止止DSPP的RTTDX通通道，利利用此通通道可以以实时地地向硬件件目标DDSP发发送和取取出数据据而不必必停止DDSP上上运行的的程序。例例如把原原始数据据发送给给程序进进行处理理，并把把处理结结果取回回到MAATLAAB空间间中进行行分析。RTTDX连连接对象象实际上上是CCCS连接接对象的的

11、一个子子类，在在创建CCCS连连接对象象的同时时创建RRTDXX连接对对象，它它们不能能分别创创建。3）使使用嵌入入式对象象。在MMATLLAB环环境中创创建一个个可以代代表嵌入入在目标标C程序序中的变变量的对对象。利利用嵌入入式对象象可直接接访问嵌嵌入在目目标DSSP中的的存储器器和寄存存器中的的变量，即即把目标标C程序序中的变变量作为为MATTLABB的一个个变量对对待。（2）CCCSLLinkk的工作作原理上面面的三种种方式在在具体实实现时略略有不同同，但是是其原理理相似，不不失一般般性，我我们通过过第一种种方式与CCCSIIDE的的连接对对象，来来介绍CCCSLLinkk的工作作机理。

12、1）选选择目标标DSPP并创建建CCSS IDDE连接接对象在MMATLLAB环环境下使使用函数数ccssdspp并配置置相应的的属性名名和属性性值即可可创建一一个CCCS IIDE连连接对象象cc：ccc=cccsdssp(boaardnnum, xx, proocnuum, yy, timmeouut, zz);其中中，booarddnumm、prrocnnum、ttimeeoutt都是属属性名。分分别表示示创建连连接对象象时所使使用的目目标板编编号、DDSP处处理器编编号及全全局超时时值。2）在在MATTLABB环境下下加载CCCS工工程文件件projjfille=ffulllfille

13、(mmatllabrroott, tooolboox, tidddk, , ccssproojecct.ppjt);%取得得工程文文件prrojppathh = fillepaartss(prrojffilee);%取得得工程文文件路径径oppen(cc, prrojffilee); %加加载工程程文件，该该函数实实现把文文件fiilennamee加载在在CCSS IDDE中cdd(ccc, pprojjpatth);%改变CCCS的的工作路路径3）在在MATTLABB环境下下编译、连连接并下下载可执执行文件件创建建了CCCSIDDE连接接对象并并加载工工程文件件后，即即可通过过函数bbuil

14、ld()编译和和链接工工程文件件，以生生成针对对目标DDSP的的可执行行文件（.outt文件）；通过函函数looad()下载载可执行行文件到到目标DDSP中中。具体体方法如如下：buuildd(ccc);%编译译、链接接工程文文件，生生成目标标DSPP可执行行文件looad(cc, ccssproojecct.oout); %下载可可执行文文件到目目标DSSP，可可执行文文件名与与工程名名相同4）在在MATTLABB环境下下控制程程序运行行CCCSLiink提提供了33个函数数用于控控制目标标DSPP的运行行状态。通通过这些些函数，在在MATTLABB下对DDSP的的控制操操作就像像在CCCS

15、IDDE中一一样方便便，实际际上也确确实是这这样进行行的。haalt(cc); %中断断处理器器的运行行reestaart(cc); %复复位程序序计数器器PC，重重新执行行程序ruun(ccc, runntohhaltt, 330); %执执行程序序到断点点处，最最后一个个参数表表示超时时时间，此此处为330s5）在在MATTLABB环境下下对CCCS IIDE连连接对象象进行操操作在MMATLLAB中中可以方方便的操操作DSSP存储储器和寄寄存器中中的数据据，包括括读操作作和写操操作。下下面以读读写目标标DSPP存储器器和寄存存器中的的数据来来说明。daate=reaad(ccc, 255

16、6,00, douublee,1000);%从目目标存储储器目的的地址1100HH(即十十进制数数2566)处开开始，读读取1000个双双精度数数并赋给给MATTLABB对象ddateeregg=reegreead(cc, A0, 2sccompp); %读读取DSSP寄存存器A00中的数数据，并并转化成成双精度度数分配配给MAATLAAB对象象reggwrritee(ccc, 2566,0, ddoubble(1.0 22.0 3.00);%向向目标存存储器1100HH开始的的地址处处，写入入三个双双精度数数据6）关关闭CCCS IIDE连连接对象象当一一切操作作执行完完成后，需需要删除除c

17、cssdspp对象，以以收回系系统资源源。cllearr ccc; %关闭闭CCSS IDDE连接接对象（4）CCCSLLinkk应用实实例通过过CCSSLinnk工具具，可以以使用MMATLLAB来来进行DDSP的的辅助设设计。在在此以FFIR滤滤波器为为例，介介绍CCCSLiink在在DSPP设计中中的应用用。在该该实例中中，FIIR滤波波的核心心内容由由DSPP实现，而而算法仿仿真、系系数产生生、用户户界面、结结果验证证等部分分由MAATLAAB辅助助完成。1）FIIR滤波波器设计计设输输入信号号为x(n)，输输出信号号为y(n)，则则FIRR滤波器器对应的的差分方方程可表表示为：其中中

18、，h(k)(k=00,1,2,N-1)表表示滤波波器系数数序列，是是滤波器器设计的的关键。hh(k)可以通通过MAATLAAB工具具箱提供供的滤波波器函数数firr1()和fiir2()来获获取：首首先通过过建立MMATLLAB/Simmuliink模模型，根根据所需需设计低低通滤波波器的性性能要求求来确定定滤波器器的阶数数和截止止频率等等参数。本本例所设设计的FFIR低低通滤波波器参数数为：截截止频率率(Fcc)2kkHz，采采样频率率(Fss)8kkHz，阶阶数(NN)400。然后后借助函函数fiir1(N, WN)即可可返回对对应滤波波器的系系数矩阵阵，其中中N为阶阶数，WWN为滤波波器

19、的归归一化截截止频率率，即WWN= 22Fc/Fs，且00WN1。2) DDSP滤滤波算法法实现结合MAATLAAB产生生的滤波波器系数数，就可可以编写写DSPP滤波主主程序了了，关键键代码如如下：FIR_TASSK：SSTM#K_FIRR_BFFFR, BKK;设设置FIIR循环环缓冲区区的大小小LLD*INNBUFF_P+, -1, A ;数据据输入FFIR_FILLTERR：STTLAA, *FIRR_DAATA_P+% ; 最最新数据据替代最最旧数据据RPTTZA, (KK_FIIR_BBFFRR-1)MACC *FFIR_DATTA_PP+0%, *FIRR_COOFF_P+00%,

20、 A ;乘累加加STHHA,*OUUTBUUF_PP ; 数据输输出3) MMATLLAB辅辅助设计计本设设计中，算算法仿真真、系数数产生、用用户界面面等部分分由MAATLAAB辅助助完成。算算法仿真真、系数数产生方方法在44.1中中已详细细介绍，本本节重点点介绍用用户界面面部分。本本图形用用户界面面可以实实现如下下功能：修改参参数，如如滤波参参数n和和Wn，这种种参数选选取方法法避免了了反复修修改DSSP程序序的弊端端，可以以满足不不同层次次使用者者的使用用；控制制操作过过程，如如加载工工程文件件、下载载可执行行文件、运运行程序序等；绘绘制DSSP输入入数据的的时域及及频域信信号；绘绘制滤波

21、波后DSSP输出出数据的的时域及及频域信信号；使使用MAATLAAB提供供的滤波波函数对对输入数数据进行行滤波计计算，并并把所得得结果与与DSPP输出信信号进行行比较，以以验证或或改良DDSP算算法。用户户界面的的流程图图如图11所示，主主要由图图形界面面和回调调函数两两大部分分组成。其其中，图图形界面面由文件件FIRR_BPPF.mm实现；回调函函数总共共由6个个文件实实现，分分别是iinpuut.mm，innputt2.mm，ouutpuut.mm，ouutpuut2.m，llvboopinn.m和和lvbbohoou.mm。当输输入带有有干扰的的方波信信号后，分分别查看看输入波波形、MM

22、ATLLAB滤滤波输出出信号、DDSP滤滤波输出出信号，结结果如图图2所示示。比较较MATTLABB滤波输输出信号号和DSSP滤波波输出信信号，据据此可以以采用修修改滤波波器系数数或DSSP程序序等措施施来改进进DSPP滤波算算法。图11 用户户图形界界面流程程图图22 实验验结果总结MATLLAB中中包括了了被称作作工具箱箱（TOOOLBBOX）的的各类应应用问题题的求解解工具.工具箱箱实际上上是对MMATLLAB进进行扩展展应用的的一系列列MATTLABB函数（称称为M文文件），它它可用来来求解各各类学科科的问题题，包括括信号处处理、图图象处理理、控制制系统辨辨识、神神经网络络等.随随着M

23、AATLAAB版本本的不断断升级，其其所含的的工具箱箱的功能能也越来来越丰富富，因此此，应用用范围也也越来越越广泛，成成为涉及及数值分分析的各各类工程程师不可可不用的的工具.MATTLABB5.33中包括括了图形形界面编编辑GUUI，改改变了以以前单一一的在在指令窗窗通过文文本形的的指令进进行各种种操作的状况况.这可可让使用用者也可可以象VVB VVC VVJDEELPHHI等那那样进行行一般的的可视化化的程序序编辑.在命令令窗口（mmatllab commmannd wwinddow）键键入siimullinkk，就出出现（SSIMUULINNK）窗窗口.以以往十分分困难的的系统仿仿真问题题，用SSIMUULINNK只需需拖动鼠鼠标即可可轻而易易举地解解决问题题，这也也是近来来受到重重视原因因所在.参考文献献1、周开开利 邓邓春晖 MMATLLAB基基础及其其应用教教程 北北京大学学出版社社2、王跃跃宗，刘刘京会 TTMS3320DDM6442 DDSP应应用系统统设计与与开发 人民邮邮电出版版社3、张志志涌、杨杨祖樱 MMATLLAB教教程 北北京航空空航天大大学出版版社4、陈怀怀琛 数字字信号处处理教程程MAATLAAB释义义与实现现 电电子工业业出版社社14