摘要：基于dsp的軟件無線電技術在通信領域得到了廣泛的應用。我們使用ti公司的tms320c5420dsp芯片成功設計了一種兼容2fsk，dpsk，qam等多種調(diào)制解調(diào)方式的jh5001通信原理實驗系統(tǒng)，在系統(tǒng)硬件不變的情況下只要修改dsp的軟件處理部分就能實現(xiàn)無線參數(shù)的改變和增加新的功能。詳細介紹了用dsp實現(xiàn)2fsk調(diào)制解調(diào)的算法，并就解調(diào)中所應用的數(shù)字濾波器做了具體分析。
　　關鍵詞：dsp；軟件無線電；fsk；調(diào)制與解調(diào)；數(shù)字濾波器 軟件無線電是利用大規(guī)模集成電路技術，把dsp芯片或通用cpu芯片作為無線通信的基本硬件平臺，將盡可能多的無線通信功能(如調(diào)制技術、跳頻、糾錯及加密等)用軟件實現(xiàn)。軟件無線電技術可以用軟件升級來改變無線功能參數(shù)，可以按要求的條件編程實現(xiàn)無線通信功能，使系統(tǒng)升級基于軟件，其代價小，靈活性強。用ti公司的tms320c5420dsp芯片成功設計出一種兼容2fsk，dpsk，qam等多種調(diào)制解調(diào)方式的jh5001通信原理實驗系統(tǒng)，下面以 2fsk為例，詳細介紹用dsp軟件實現(xiàn)他的原理。 2fsk調(diào)制的dsp軟件實現(xiàn) 2fsk調(diào)制的數(shù)字振蕩器設計
頻移鍵控fsk調(diào)制是用數(shù)字基帶信號來控制高頻載波頻率的變化，調(diào)制后的載波信號頻率代表了要傳送的數(shù)字信號。二進制fsk(2fsk)是用2個高頻載波f1和f2來表示2個數(shù)字信號“1”或“0”。2fsk調(diào)制的常用方法是將f1和f2的正弦值預先計算出來，制成一個表，dsp工作時僅做查表運算即可實現(xiàn)。在這里采用數(shù)字振蕩器方法，用迭代方法產(chǎn)生正弦信號。其原理如下：一個傳遞函數(shù)為正弦序列sinkωt的z變換為： 其中，a=2cosωt，b=-1，c=sinωt。設初始條件為0，求出式(1)的反z變換為： 這是一個二階差分方程，對其求單位沖擊響應便可得到正弦信號sinkxt。利用單位沖擊函數(shù)x[k-1]的性質(zhì)，僅當 k=1時，x[k-1]=1，得到下列遞推式：
k=0時　y[0]=ay[-1]+by[-2]+0=0
k=1時　y[1]=ay[0]+by[-1]+c=c
k=2時　y[2]=ay[1]+by[0]+0=ay[1]
k=3時　y[3]=ay[2]+by[1]
……
k=n時　y[n]=ay[n-1]+by[n-2]　　在k>2以后，y[k]能用y[k-1]和y[k-2]計算出來，這樣通過迭代就能得到一系列的y[k]值。所設計的數(shù)字振蕩器產(chǎn)生16khz和 32khz的正弦信號，分別代表數(shù)據(jù)0和1，設置采樣頻率為96khz，通過確定上面遞歸差分方程系數(shù)就可求得16khz和32khz正弦信號的系數(shù)(下標為0的系數(shù)是16khz正弦信號的系數(shù)，下標為1的系數(shù)是32khz正弦信號的系數(shù))。 a0=2cosω0t=2cos(2π×16000/96000)=1
b0=-1
c0=sinω0t=sin(2π×16000/96000)=0.86602540
a1=2cosω1t=2cos(2π×32000/96000)=-1
b1=-1
c1=sinω1t=sin(2π×32000ˆ96000)=0.86602540　　dsp程序在初始化時先分別計算出產(chǎn)生16khz與32khz信號所需要的y[1]和y[2]值，然后開放定時器中斷，以后每次進入定時器中斷服務程序時，利用已計算出的y[1]和y[2]值重新計算出新的y[0]值，對其求單位沖擊響應就可得到16khz和32khz的正弦信號。 2fsk調(diào)制的定時與中斷設計
　　為了保證96khz的采樣頻率，需要用到tms320c5420的中斷與定時器。定時器主要由3個寄存器組成，分別是定時器寄存器tim，每計數(shù)一次自動減1；定時器周期寄存器prd，當tim減為0后，cpu自動將prd的值裝入tim；定時器控制寄存器tcr。 定時器控制寄存器tcr各個比特位的具體定義如表1所示。
表1　定時器控制寄存器tcr的定義　　tms320c5420的定時器工作原理是：當clkout信號時鐘沿到來時，觸發(fā)psc。psc是一個減1計數(shù)器，clkout信號時鐘沿使psc減 1，直到psc為0，然后用tddr重新裝入psc，同時將tim減1，直到tim減為0，這時cpu發(fā)出tint中斷，同時在tout引腳輸出一個脈沖信號，脈沖寬度與clkout一致，然后用prd重新裝入，重復下去直到系統(tǒng)或定時器復位。　　當系統(tǒng)復位或定時器單獨復位時，tim和prd都置成最大值fffh，tddr位清0，定時器控制寄存器的停止狀態(tài)位tss被清零，定時器啟動，并將定時器擴展周期tddr中的值加載到定時器預置計數(shù)器psc中，而且將定時器周期寄存器prd中的值重新加載到定時器寄存器tim中。　　定時器中斷的頻率由式(3)決定： 　　其中，tc表示clkout的周期，即tint=95khz。由式(3)可確定定時時間常數(shù)tddr=0，prd=333?！　ms320c5420的中斷是通過中斷屏蔽寄存器imr來