通信系统仿真-论文

《通信系统仿真》

专业：通信工程

班级：06级

姓名：

学号：

2009年12月20日

目录

1、前言………………………………………………………………………3-3

2、正文………………………………………………………………………4-8

3、参考文献…………………………………………………………………9-9

TLAB名字是由MATrix和LABoratory两个词的前三个字母组合而成的.它是MathWorks公司于1982年推出的一套高性能的数值计算和可视化数学软件.被誉为"巨人肩上的工具". 由于使用Matlab编程运算与人进行科学计算的思路和表达方式完全一致，所以不象学习其它高级语言--如Basic、Fortran和C等那样难于掌握，用Matlab编写程序犹如在演算纸上排列出公式与求解问题，所以又被称为演算纸式科学算法语言一般数值分析、矩阵运算、数字信号处理、建模和系统控制和优化等应用程序，并集应用程序和图形于一便于使用的集成环境中.在这个环境下，对所要求解的问题，用户只需简单地列出数学表达式，其结果便以数值或图形方式显示出来.

引言

MATLAB的含义是矩阵实验室（MATRIX LABORATORY），主要用于方便矩阵的存取，其基本元素是无须定义维数的矩阵.MATLAB自问世以来，就是以数值计算称雄.MATLAB进行数值计算的基本单位是复数数组（或称阵列），这使的MATLAB 高度"向量化".经过十几年的完善和扩充，现已发展成为线性代数课程的标准工具.由于它不需定义数组的维数，并给出矩阵函数、特殊矩阵专门的库函数，使之在求解诸如信号处理、建模、系统识别、控制、优化等领域的问题时，显得大为简捷、高效、方便，这是其它高级语言所不能比拟的.美国许多大学的实验室都安装有MATLAB供学习和研究之用.在那里，MATLAB是攻读学位的大学生硕士生博士生必须掌握的基本工具.

MATLAB的应用范围很广，在医疗技术研究中，计算机技术研究中、嵌入式技术研究中、DSP技术研究中、电源技术研究中都有应用，本文主要从MATLAB 在DSP中的应用来研究。

MATLAB的作用：

基本的数据处理

优化和解方程

动态过程仿真：实时的和非实时的

数据来源：Excel、数据库、A/D等等

嵌入式控制：Pc/104和DSP

神经元网络、小波分析、GA等等

虚拟现实网络

MATLAB辅助DSP设计的方法概述

实现MATLAB辅助DSP设计的方法有两种，即CCSLink和Embedded Target for TI TMS320C6000 DSP。前者可实现MATLAB与C2000/C5000/C6000 DSP之间的数据交互和程序控制；后者可实现从Simulink模型自动生成DSP目标代码，但仅支持C6000系列的部分DSP器件。

考虑到实验平台是以C5000 DSP为基础的，并且第二种工具较容易操作等因素，下面主要研究利用CCSLink辅助DSP设计的方法。

1 、mbedded Target for TI TMS320C6000 DSP

Code Composer Studio(CCS)是TI提供的DSP的集成开发环境。

对于C6000系列而言，利用工具Embedded Target for TI TMS320C6000 DSP，用户可以从Simulink模型直接生成针对DSP目标板的可执行文件或者CCS工程文件，实现了MATLAB/Simulink与CCS集成开发环境(IDE)的无缝连接，从而把设计人员从繁杂的DSP编程中解脱出来，将主要的精力放在设计而不是DSP编程上，所以极大地缩短了系统的测试和开发周期，进而保证了所设计系统的高性能。

2、MATLAB Link for Code Composer Studio

集成在MATLAB6.5或更高版本中的CCSLink工具把MATLAB、TI DSP及其集成开发环境CCS连接在一起，使得我们可以在MATLAB环境下就可以完成对CCS 和DSP目标板的操作，包括与目标内存之间的数据交互，检测处理器的状态，控制DSP程序的运行等。它提供了MATLAB、CCS和目标DSP板的双向连接，开发者可以利用MATLAB中强大的可视化、数据处理和分析工具对DSP中的数据进行分析和再处理，以辅助DSP系统设计，这样就极大地降低了开发人员编写DSP代码的难度和工作量，提高了整个DSP系统的性能和可行性。

我们利用CCSLink提供的相关函数能够实现MATLAB与目标DSP的存储器及寄存器间的信息交互，如同操作MATLAB变量一样来读、写TI DSP中的存储器或寄存器，即整个目标DSP对于MATLAB而言是透明的。CCSLink支持TI的C2000/C5000/C6000等多系列DSP，应用广泛。

3、SLink的实现方式及工作原理

（1） CCSLink的实现方式

利用CCSLink即可实现MATLAB、CCS和目标DSP之间的信息交互。CCSLink 共提供了3种实现方式：

1）使用与CCS IDE的连接对象。利用此对象来创建CCS IDE和MATLAB的连接，从MATLAB命令窗中即可运行CCS IDE中的应用程序，查询目标DSP的状态信息，修改或读取目标DSP的存储器或寄存器中的数据，甚至可以调试DSP程序。其工作原理见3.2节。

2）使用与RTDX(Real-Time Data Exchange)的连接对象。提供MATLAB和硬

件DSP 之间的实时通信通道。利用此连接对象，可以打开、使能、关闭或禁止DSP的RTDX通道，利用此通道可以实时地向硬件目标DSP发送和取出数据而不必停止DSP上运行的程序。例如把原始数据发送给程序进行处理，并把处理结果取回到MATLAB空间中进行分析。

RTDX连接对象实际上是CCS连接对象的一个子类，在创建CCS连接对象的同时创建RTDX连接对象，它们不能分别创建。

3）使用嵌入式对象。在MATLAB环境中创建一个可以代表嵌入在目标C程序中的变量的对象。利用嵌入式对象可直接访问嵌入在目标DSP中的存储器和寄存器中的变量，即把目标C程序中的变量作为MATLAB的一个变量对待。

（2）CCSLink的工作原理

上面的三种方式在具体实现时略有不同，但是其原理相似，不失一般性，我们通过第一种方式——与CCS IDE的连接对象，来介绍CCSLink的工作机理。

1）选择目标DSP并创建CCS IDE连接对象

在MATLAB环境下使用函数ccsdsp并配置相应的属性名和属性值即可创建一个CCS IDE连接对象cc：

cc=ccsdsp(‘boardnum’, x, ‘procnum’, y, ‘timeout’, z);

其中，boardnum、procnum、timeout都是属性名。分别表示创建连接对象时所使用的目标板编号、DSP处理器编号及全局超时值。

2）在MATLAB环境下加载CCS工程文件

projfile=fullfile(matlabroot, ‘toolbox’, ‘tiddk’, …, ‘ccsproject.pjt’); %取得工程文件

projpath = fileparts(projfile); %取得工程文件路径

open(cc, projfile); %加载工程文件，该函数实现把文件filename加载在CCS IDE中

cd(cc, projpath); %改变CCS的工作路径

3）在MATLAB环境下编译、连接并下载可执行文件

创建了CCS IDE连接对象并加载工程文件后，即可通过函数build()编译和链接工程文件，以生成针对目标DSP的可执行文件（.out文件）；通过函数load()下载可执行文件到目标DSP中。具体方法如下：

build(cc); %编译、链接工程文件，生成目标DSP可执行文件

load(cc, ‘ccsproject.out’); %下载可执行文件到目标DSP，可执行文件名与工程名相同

4）在MATLAB环境下控制程序运行

CCSLink提供了3个函数用于控制目标DSP的运行状态。通过这些函数，在MATLAB下对DSP的控制操作就像在CCS IDE中一样方便，实际上也确实是这样进行的。

halt(cc); %中断处理器的运行

restart(cc); %复位程序计数器PC，重新执行程序

run(cc, ‘runtohalt’, 30); %执行程序到断点处，最后一个参数表示超时时间，此处为30s

5）在MATLAB环境下对CCS IDE连接对象进行操作

在MATLAB中可以方便的操作DSP存储器和寄存器中的数据，包括读操作和写操作。下面以读写目标DSP存储器和寄存器中的数据来说明。