下一代信號(hào)處理與通信系統(tǒng)怎樣設(shè)計(jì)

關(guān)鍵字：信號(hào)處理 通信系統(tǒng) 設(shè)計(jì)流程 數(shù)字系統(tǒng)架構(gòu)

在復(fù)雜信號(hào)處理與通信技術(shù)的開(kāi)發(fā)中，設(shè)計(jì)流程的不連續(xù)越來(lái)越具有破壞性，并且代價(jià)越來(lái)越高昂。同時(shí)，縮短設(shè)計(jì)和驗(yàn)證周期的需求使設(shè)計(jì)不連續(xù)的影響被進(jìn)一步被放大。本文通過(guò)介紹算法設(shè)計(jì)、系統(tǒng)架構(gòu)和硬件設(shè)計(jì)中的幾個(gè)用例，來(lái)展示最近在建模、仿真和代碼生成工具及方法上的重要技術(shù)發(fā)展。

流系統(tǒng)的算法設(shè)計(jì)

現(xiàn)在越來(lái)越多的工程師開(kāi)始用 MATLAB 中的浮點(diǎn)運(yùn)算來(lái)開(kāi)發(fā)信號(hào)處理與通信系統(tǒng)算法。這些算法開(kāi)發(fā)人員可以利用 MATLAB 強(qiáng)大的信號(hào)采集和分析功能，以及多個(gè)工具箱的內(nèi)置算法庫(kù)。但是，在有些團(tuán)隊(duì)中，為了算法的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)，工程師會(huì)用 C 代碼重寫(xiě)這些算法，將其轉(zhuǎn)換為定點(diǎn)或整數(shù)運(yùn)算，或?qū)⑺鼈兣c其他設(shè)計(jì)元素集成。該重寫(xiě)步驟就是設(shè)計(jì)流程中一個(gè)潛在的，成本高昂且具有破壞性的典型不連續(xù)。

MATLAB 提供的數(shù)百個(gè)用于信號(hào)處理、通信、圖像和視頻處理的新組件，都可作為 System 對(duì)象庫(kù)。在 MATLAB

中，System 對(duì)象庫(kù)是為設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，是即用型打包的算法實(shí)現(xiàn)。它們隱式地處理著流、索引、緩沖和狀態(tài)管理，使編寫(xiě)、調(diào)試和維護(hù)代碼變得更簡(jiǎn)單。

圖 1 顯示的是帶發(fā)射器、信道和接收器組件的基本通信系統(tǒng)的框圖表示形式。為了對(duì)這樣一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行建模和仿真，工程師需要寫(xiě)數(shù)千行的 C 代碼，然后，尋找各種方法，以便將設(shè)計(jì)與測(cè)試設(shè)備進(jìn)行集成，或者分析仿真結(jié)果。

圖 1：典型通信系統(tǒng)物理層的框圖。

與這數(shù)千行 C 代碼（一般情況下為實(shí)施此通信系統(tǒng)而寫(xiě)入的）相比，圖 2 中顯示的 MATLAB 代碼使用了來(lái)自 DSP

System Toolbox 和 Communications System Toolbox 的若干個(gè) System 對(duì)象。