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基于DSP的高階COSTAS鎖相環(huán)的設計

作者: 時(shí)間:2011-07-06 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏

3.1 SIN/COS函數的查表算法

為了提高算法的實(shí)現效率,介紹運行時(shí)計算的時(shí)間開(kāi)銷(xiāo),應盡可能把一些運行時(shí)計算的參數做成查找表或常數數值。這不僅適用于一些比較規整的參數表,對于一些并不規整的運行時(shí)的計算,例如上下變頻和VCO中,用到與載波相乘的SIN/COS的計算,可以采用寫(xiě)成數組,用查表來(lái)實(shí)現。

3.2 運算的流水處理

的CPU多采用流水線(xiàn)結構。的大多數指令為單周期指令,而跳轉類(lèi)指令卻通常要耗費較多的機器周期??梢詫⒍嘀匮h(huán)拆開(kāi),減少對外層循環(huán)次數進(jìn)行控制轉移的時(shí)間,充分利用優(yōu)化器構成的流水線(xiàn)。

3.3 CIC梳狀濾波器的使用

利用CIC濾波器代替低通濾波器,達到減少定點(diǎn)乘法和加法運算的目的,解決了單片C6416資源不足的問(wèn)題。例如:本文中載波速率為4800kHz,采樣率為230.4kHz,鑒相器輸出的高頻頻率為9600kHz,采用48階CIC可以將9600kHz的頻率分量濾掉。由于在 的位置,因此濾除效果非常好,遠大于 。CIC濾波器每項系數都是1,利用加法運算可以實(shí)現需要大量乘法和加法運算的功能,減少對片內資源的使用。

3.4數據傳輸的EDMA方式

在調制解調過(guò)程中,DSP和外部之間存在大量數據的交換,這部分的優(yōu)化工作影響系統性能。C64x支持EDMA,EDMA是增強型DMA,是一種在沒(méi)有CPU介入情況下的訪(fǎng)問(wèn)存儲器的方式,即由EDMA控制器控制數據在L2內存/緩存和片內集成外設及片外設備之間的傳輸,而同時(shí)CPU可以并行的執行其它指令。EDMA是一種有效的數據傳輸方式,可以有效的減少EMIF在CPU下操作需要的資源。

具體實(shí)現方法如下:在片內數據存儲區定BUF的長(cháng)度,并一分為二,可設為BUF1和BUF2。在EMDA里BUF1和BUF2都是等存儲大小的。在數據幀同步信號的上升沿,DSP以EDMA的方式從外部讀一幀的數據到BUF1;同時(shí)BUF2內的數據進(jìn)行MPSK的解調算法。同理,在下一個(gè)數據幀同步信號的上升沿,DSP以EDMA的方式從外部讀另一幀的數據到BUF1 。BUF1讀滿(mǎn)后,DSP對BUF1內的數據進(jìn)行MPSK的解調算法,同時(shí)BUF2進(jìn)行數據的讀操作,實(shí)現EDMA的乒乓處理。

4、環(huán)路的DSP實(shí)現結果

本文選取8PSK的符號速率為2400kbps,載波速率為4800kHz,采樣率為230.4kHz。圖2所示的兩路信號分別是利用CCS開(kāi)發(fā)工具的觀(guān)察窗口觀(guān)察到的,提取的同頻同相的載波信號和8PSK的調制信號。


圖3 恢復的載波信號(上)和接收到的基帶信號(下)


圖4 8PSK接收端解調前星座圖(AWGN信道,SNR=17dB)

5. 結束語(yǔ)

本文主要介紹了一種新型的適用于MPSK載波提取的環(huán)路,能滿(mǎn)足MPSK相干解調的需要,且便于DSP實(shí)現。針對環(huán)算法的DSP實(shí)時(shí)實(shí)現問(wèn)題,進(jìn)行了詳細的討論。最后,針對一個(gè)具有較高數據速率8PSK調制解調實(shí)例,在單片C6416上完成了COSTAS環(huán)的載波同步及相干解調,并給出了通過(guò)CCS工具觀(guān)察到的DSP實(shí)現結果,證明高階COSTAS鎖具有較好的載波同步性能。

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