引論：我們?yōu)槟砹?3篇數(shù)字信號(hào)論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫(xiě)作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

篇1

1.3輸入選擇電路輸入電路選擇和控制信號(hào)來(lái)自于工作參數(shù)設(shè)置開(kāi)關(guān)和工作狀態(tài)控制開(kāi)關(guān)。輸入信號(hào)為直流電平，幅度為5V。根據(jù)所需的選擇控制方式和數(shù)量，擬采用獨(dú)立式非編碼的鍵盤(pán)電路實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)的選擇；具體選擇和控制開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)如下：（1）工作狀態(tài)控制開(kāi)關(guān)K0；（2）信號(hào)序列選擇開(kāi)關(guān)K1、K2；其中K1—代表窮舉測(cè)試序列的選擇開(kāi)關(guān)。其中K2—代表走步測(cè)試序列的選擇開(kāi)關(guān)。（3）輸出頻率選擇開(kāi)關(guān)KF（在主機(jī)電路中）分別為100KHZ、10KHZ、1KHZ三個(gè)檔位。（4）輸出信號(hào)幅度選擇開(kāi)關(guān)Ku(在輸出驅(qū)動(dòng)電路中)分別為5V、18V兩檔。

1.4輸出驅(qū)動(dòng)電路輸出驅(qū)動(dòng)電路首先要把單片機(jī)給出的兩個(gè)8位的信號(hào)組合成16位電路信號(hào)輸出，再根據(jù)輸出信號(hào)幅度選擇開(kāi)關(guān)的設(shè)置輸出相應(yīng)的信號(hào)電平。其中，根據(jù)輸出信號(hào)的電平變化和驅(qū)動(dòng)能力要求，輸出的兩個(gè)8位信號(hào)通過(guò)鎖存器實(shí)現(xiàn)8到16的組合，用高壓輸出驅(qū)動(dòng)器完成電平變化和驅(qū)動(dòng)要求。

1.5主機(jī)部分主機(jī)電路根據(jù)信號(hào)序列和頻率變化的要求，擬采用單片機(jī)AT89C51實(shí)現(xiàn)所需的控制處理功能，通過(guò)軟件編程的方法實(shí)現(xiàn)電路所要達(dá)到的功能。

2電路的主要實(shí)現(xiàn)原理

多路數(shù)字信號(hào)發(fā)生器是一個(gè)能夠輸出16位的數(shù)字信號(hào)源，它能夠產(chǎn)生滿足數(shù)字電路檢測(cè)用的多路數(shù)字序列信號(hào)。通過(guò)AT89C51單片機(jī)為核心部分，通過(guò)單片機(jī)控制電路輸出的序列，本電路可以產(chǎn)生兩種序列，一種是‘窮舉’測(cè)試信號(hào)序列，這種序列即為216個(gè)16路信號(hào)；一種是‘走步’測(cè)試信號(hào)序列，即為每路逐個(gè)輸出“0”,與每路逐個(gè)輸出“1”組合。這些序列通過(guò)單片機(jī)I/O口輸出，在經(jīng)過(guò)地址鎖存器將所輸出的信號(hào)進(jìn)行鎖存輸出，就得到想要的16位數(shù)字信號(hào)。如果我們需要模擬信號(hào)，可經(jīng)過(guò)將正弦波，三角波波形數(shù)據(jù)做成波形表，用查表法來(lái)輸出波形數(shù)據(jù)。經(jīng)D/A（DAC0832）轉(zhuǎn)換輸出波形。AT89C51有4KB的程序內(nèi)存可以用來(lái)存儲(chǔ)運(yùn)行程序,而128B的RAM則可用來(lái)保存波形參數(shù)及用戶自定的外部波形的數(shù)據(jù)。由于是數(shù)字合成技術(shù),因此該信號(hào)源可以產(chǎn)生多種波形。在頻率的選擇上多路數(shù)字信號(hào)發(fā)生器通過(guò)AT89C51單片機(jī)和電路，通過(guò)軟件編程的方法控制頻率的輸出，輸出的頻率分別為1KHz、10KHz、100KHz三個(gè)檔位。

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1.1時(shí)鐘周期時(shí)鐘周期是載波的參考基準(zhǔn)時(shí)間，其保證著載波輸出數(shù)字信號(hào)的精度，這就要求時(shí)鐘周期能夠保證極好的精度，若不能實(shí)現(xiàn)則會(huì)導(dǎo)致輸出頻率出現(xiàn)誤差。為了在時(shí)鐘周期上實(shí)現(xiàn)兼容全部衛(wèi)星信號(hào)，首先應(yīng)保證采樣頻率高于2MHz，而作為最低2MHz的時(shí)鐘頻率則使得時(shí)鐘周期的范圍為0～500ns。

1.2設(shè)置中心頻率范圍中心頻率是由衛(wèi)星輸出的中頻信號(hào)決定的，故設(shè)置中心頻率的范圍應(yīng)盡最大可能去覆蓋全部的中頻信號(hào)頻率。根據(jù)計(jì)算現(xiàn)有的技術(shù)，一般中心頻率保證在100MHz之內(nèi)，故通過(guò)32位寄存器即能夠?qū)崿F(xiàn)全部數(shù)據(jù)的保存要求。

1.3調(diào)節(jié)范圍確定頻率調(diào)節(jié)的范圍應(yīng)首先確定其兩個(gè)影響因素，包括時(shí)鐘誤差及多普勒頻移。時(shí)鐘誤差是由電路中混頻過(guò)程產(chǎn)生，這就取決于本地振蕩器的頻率，目前多采用1.2～1.6GHz的本地振蕩器，故其對(duì)頻率的影響范圍為±16kHz；而多普勒頻移取決于衛(wèi)星與接收設(shè)備的先對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，其最大速度差異為8000m/s，通過(guò)計(jì)算可知其頻移范圍為±42kHz，故整體的頻率調(diào)節(jié)范圍應(yīng)為±58kHz。

1.4調(diào)節(jié)精度此調(diào)節(jié)精度應(yīng)滿足其最高精度需求，故調(diào)節(jié)精度應(yīng)為1MHz，而通過(guò)32位的寄存器進(jìn)行存儲(chǔ)的話則其覆蓋范圍應(yīng)為±2MHz。通過(guò)上述分析，使用32位寄存器、累加器和頻率控制器已經(jīng)能夠滿足其最大精度要求。

2擴(kuò)頻碼的設(shè)計(jì)

與載波器的設(shè)計(jì)相同，為實(shí)現(xiàn)跟蹤不同導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)，應(yīng)保證擴(kuò)頻碼具有極好的兼容性，實(shí)現(xiàn)中同樣以4個(gè)方面進(jìn)行考慮。采用60MHz的時(shí)鐘頻率，32位的控制器、寄存器和累加器即可實(shí)現(xiàn)。

3擴(kuò)頻碼產(chǎn)生器的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)數(shù)字跟蹤通道的擴(kuò)頻碼產(chǎn)生器主要以低硬件資源和高靈活性為第一目標(biāo)，故在設(shè)計(jì)中應(yīng)堅(jiān)持由硬件實(shí)現(xiàn)其邏輯需求，而通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)其控制需求。

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Abstract:Duetothelimitationofoperationspeed，realtimeperformanceofdigitalsignalprocessing(DSP)systemisfarfromthatofanalogsignalprocessingsystemindecadesago.Sinceearly80’s，DSPchipshavebeengreatlyimprovedinthefollowingaspects:operationspeed，computationprecision，fabricationtechnics，cost，chipvolume，operationalpowersupplyvoltage，weightandpowerconsumption.Furthermore，developmenttoolsandmethodshavebeendevelopedgreatly.ModernDSPchipscanbeoperatedveryfast，whichmaketheimplementationofmanyDSPbasedsignalprocessingsystempossible.NowDSPchipshavebeenwidelyappliedsuccessfullyincommunication，automaticcontrol，aerospaceandmedicine.DSPbasedtechnologyhasverypromisingfutureinmannedspaceflightarea.

Keywords:digitalsignalprocessing(DSP);chip;development;application

數(shù)字信號(hào)處理作為信號(hào)和信息處理的一個(gè)分支學(xué)科，已滲透到科學(xué)研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)、工業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，取得了豐碩的成果。對(duì)信號(hào)在時(shí)域及變換域的特性進(jìn)行分析、處理，能使我們對(duì)信號(hào)的特性和本質(zhì)有更清楚的認(rèn)識(shí)和理解，得到我們需要的信號(hào)形式，提高信息的利用程度，進(jìn)而在更廣和更深層次上獲取信息。數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的優(yōu)越性表現(xiàn)為：1.靈活性好：當(dāng)處理方法和參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，處理系統(tǒng)只需通過(guò)改變軟件設(shè)計(jì)以適應(yīng)相應(yīng)的變化。2.精度高：信號(hào)處理系統(tǒng)可以通過(guò)A/D變換的位數(shù)、處理器的字長(zhǎng)和適當(dāng)?shù)乃惴M足精度要求。3.可靠性好：處理系統(tǒng)受環(huán)境溫度、濕度，噪聲及電磁場(chǎng)的干擾所造成的影響較小。4.可大規(guī)模集成：隨著半導(dǎo)體集成電路技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字電路的集成度可以作得很高，具有體積小、功耗小、產(chǎn)品一致性好等優(yōu)點(diǎn)。

然而，數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)由于受到運(yùn)算速度的限制，其實(shí)時(shí)性在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)遠(yuǎn)不如模擬信號(hào)處理系統(tǒng)，使得數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的應(yīng)用受到了極大的限制和制約。自70年代末80年代初DSP(數(shù)字信號(hào)處理)芯片誕生以來(lái)，這種情況得到了極大的改善。DSP芯片，也稱數(shù)字信號(hào)處理器，是一種特別適合進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理運(yùn)算的微處理器。DSP芯片的出現(xiàn)和發(fā)展，促進(jìn)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的提高，許多新系統(tǒng)、新算法應(yīng)運(yùn)而生，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。目前，DSP芯片已廣泛應(yīng)用于通信、自動(dòng)控制、航天航空、軍事、醫(yī)療等領(lǐng)域。

DSP芯片的發(fā)展

70年代末80年代初，AMI公司的S2811芯片，Intel公司的2902芯片的誕生標(biāo)志著DSP芯片的開(kāi)端。隨著半導(dǎo)體集成電路的飛速發(fā)展，高速實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的要求和數(shù)字信號(hào)處理應(yīng)用領(lǐng)域的不斷延伸，在80年代初至今的十幾年中，DSP芯片取得了劃時(shí)代的發(fā)展。從運(yùn)算速度看，MAC（乘法并累加）時(shí)間已從80年代的400ns降低到40ns以下，數(shù)據(jù)處理能力提高了幾十倍。MIPS（每秒執(zhí)行百萬(wàn)條指令）從80年代初的5MIPS增加到現(xiàn)在的40MIPS以上。DSP芯片內(nèi)部關(guān)鍵部件乘法器從80年代初的占模片區(qū)的40%左右下降到小于5%，片內(nèi)RAM增加了一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。從制造工藝看，80年代初采用4μm的NMOS工藝而現(xiàn)在則采用亞微米CMOS工藝，DSP芯片的引腳數(shù)目從80年代初最多64個(gè)增加到現(xiàn)在的200個(gè)以上，引腳數(shù)量的增多使得芯片應(yīng)用的靈活性增加，使外部存儲(chǔ)器的擴(kuò)展和各個(gè)處理器間的通信更為方便。和早期的DSP芯片相比，現(xiàn)在的DSP芯片有浮點(diǎn)和定點(diǎn)兩種數(shù)據(jù)格式，浮點(diǎn)DSP芯片能進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算，使運(yùn)算精度極大提高。DSP芯片的成本、體積、工作電壓、重量和功耗較早期的DSP芯片有了很大程度的下降。在DSP開(kāi)發(fā)系統(tǒng)方面，軟件和硬件開(kāi)發(fā)工具不斷完善。目前某些芯片具有相應(yīng)的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，它支持?jǐn)帱c(diǎn)的設(shè)置和程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和DMA的訪問(wèn)及程序的單部運(yùn)行和跟蹤等，并可以采用高級(jí)語(yǔ)言編程，有些廠家和一些軟件開(kāi)發(fā)商為DSP應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)準(zhǔn)備了通用的函數(shù)庫(kù)及各種算法子程序和各種接口程序，這使得應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)更為方便，開(kāi)發(fā)時(shí)間大大縮短，因而提高了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的效率。

目前各廠商生產(chǎn)的DSP芯片有：TI公司的TMS320系列、AD公司的ADSP系列、AT&T公司的DSPX系列、Motolora公司的MC系列、Zoran公司的ZR系列、Inmos公司的IMSA系列、NEC公司的PD系列等。

通用DSP芯片的特點(diǎn)1.在一個(gè)周期內(nèi)可完成一次乘法和一次累加。

2.采用哈佛結(jié)構(gòu)，程序和數(shù)據(jù)空間分開(kāi)，可以同時(shí)訪問(wèn)指令和數(shù)據(jù)。

3.片內(nèi)有快速RAM，通常可以通過(guò)獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線在兩塊中同時(shí)訪問(wèn)。

4.具有低開(kāi)銷(xiāo)或無(wú)開(kāi)銷(xiāo)循環(huán)及跳轉(zhuǎn)硬件支持。

5.快速中斷處理和硬件I/O支持。

6.具有在單周期內(nèi)操作的多個(gè)硬件地址產(chǎn)生器。

7.可以并行執(zhí)行多個(gè)操作。

8.支持流水線操作，取指、譯碼和執(zhí)行等操作可以重疊進(jìn)行。

DSP芯片的應(yīng)用

隨著DSP芯片性能的不斷改善，用DSP芯片構(gòu)造數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)作信號(hào)的實(shí)時(shí)處理已成為當(dāng)今和未來(lái)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)。隨著各個(gè)DSP芯片生產(chǎn)廠家研制的投入，DSP芯片的生產(chǎn)技術(shù)不斷更新，產(chǎn)量增大，成本和售價(jià)大幅度下降，這使得DSP芯片應(yīng)用的范圍不斷擴(kuò)大，現(xiàn)在DSP芯片的應(yīng)用遍及電子學(xué)及與其相關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域。

典型應(yīng)用(1)通用信號(hào)處理：卷積，相關(guān)，F(xiàn)FT，Hilbert變換，自適應(yīng)濾波，譜分析，波形生成等。(2)通信：高速調(diào)制/解調(diào)器，編/譯碼器，自適應(yīng)均衡器，仿真，蜂房網(wǎng)移動(dòng)電話，回聲/噪聲對(duì)消，傳真，電話會(huì)議，擴(kuò)頻通信，數(shù)據(jù)加密和壓縮等。(3)語(yǔ)音信號(hào)處理：語(yǔ)音識(shí)別，語(yǔ)音合成，文字變聲音，語(yǔ)音矢量編碼等。(4)圖形圖像信號(hào)處理：二、三維圖形變換及處理，機(jī)器人視覺(jué)，電子地圖，圖像增強(qiáng)與識(shí)別，圖像壓縮和傳輸，動(dòng)畫(huà)，桌面出版系統(tǒng)等。(5)自動(dòng)控制：機(jī)器人控制，發(fā)動(dòng)機(jī)控制，自動(dòng)駕駛，聲控等。(6)儀器儀表：函數(shù)發(fā)生，數(shù)據(jù)采集，航空風(fēng)洞測(cè)試等。(7)消費(fèi)電子：數(shù)字電視，數(shù)字聲樂(lè)合成，玩具與游戲，數(shù)字應(yīng)答機(jī)等。

在醫(yī)學(xué)電子學(xué)方面的應(yīng)用如同其它數(shù)字圖像處理一樣，DSP芯片已在醫(yī)學(xué)圖像處理，醫(yī)學(xué)圖像重構(gòu)等領(lǐng)域，如CT、核磁成象技術(shù)等方面得到了廣泛的應(yīng)用，已取得了令人滿意的效果。在助聽(tīng)，電子耳渦等方面也取得了相當(dāng)?shù)倪M(jìn)展(文獻(xiàn)［1,2］)。國(guó)內(nèi)、外也有關(guān)于腦電、心電、心音和肌電信號(hào)處理方面基于DSP芯片系統(tǒng)的報(bào)道(文獻(xiàn)［4～7］)，我們對(duì)1996年以前國(guó)外生物醫(yī)學(xué)工程的部分核心期刊，如IEEETransactionsonBiomedicalEngineering,ComputersandBiomedicalResearch等核心期刊進(jìn)行檢索，有關(guān)基于DSP芯片處理系統(tǒng)的報(bào)道很少。對(duì)國(guó)內(nèi)生物醫(yī)學(xué)工程的核心期刊，如《中國(guó)醫(yī)療器械雜志》、《中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程雜志》、《生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志》和《中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào)》等刊物進(jìn)行檢索，未見(jiàn)有關(guān)基于DSP芯片系統(tǒng)方面的報(bào)道。對(duì)我所的光盤(pán)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，未見(jiàn)有關(guān)在航天醫(yī)學(xué)方面應(yīng)用的報(bào)告。

我們認(rèn)為在生理信號(hào)處理領(lǐng)域基于DSP芯片的技術(shù)可以解決我們?cè)趯?shí)際工作中遇到的某些問(wèn)題，如當(dāng)生理信號(hào)數(shù)據(jù)量很大(如腦電，肌電等)且處理算法相對(duì)復(fù)雜時(shí)，現(xiàn)有的微機(jī)在實(shí)時(shí)采樣、處理、存儲(chǔ)和顯示方面往往不能滿足實(shí)際應(yīng)用要求，而基于DSP芯片的高速處理單元和微機(jī)構(gòu)成主從系統(tǒng)可以較好地解決這類問(wèn)題。

載人航天領(lǐng)域中信號(hào)傳輸帶寬的限制需要對(duì)生理數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)壓縮；大型實(shí)驗(yàn)中對(duì)龐大的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理依賴于數(shù)字處理系統(tǒng)的構(gòu)成；載人航天中對(duì)數(shù)據(jù)處理精度，可靠性要求以及功耗、工作電壓、體積、重量等方面的限制需要我們?cè)跇?gòu)造處理系統(tǒng)中選擇性能優(yōu)良的芯片。我們認(rèn)為將DSP技術(shù)應(yīng)用于載人航天領(lǐng)域具有十分重要的意義。

結(jié)束語(yǔ)

以DSP芯片為核心構(gòu)造的數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)，可集數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲(chǔ)和高速實(shí)時(shí)處理為一體，能充分體現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的優(yōu)越性，能很好地滿足載人航天領(lǐng)域設(shè)備測(cè)量精度、可靠性、信道帶寬、功耗、工作電壓和重量等方面的要求。目前，DSP芯片正在向高性能、高集成化及低成本的方向發(fā)展，各種各類通用及專用的新型DSP芯片在不斷推出，應(yīng)用技術(shù)和開(kāi)發(fā)手段在不斷完善。這樣為實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理的應(yīng)用——尤其是在載人航天領(lǐng)域中的應(yīng)用提供了更為廣闊的空間。我們有理由相信，DSP芯片進(jìn)一步的發(fā)展和應(yīng)用將會(huì)對(duì)載人航天信號(hào)處理領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

［參考文獻(xiàn)］

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篇4

1．2信號(hào)處理中矩陣的相關(guān)性分析一個(gè)自適應(yīng)系統(tǒng)輸入的有用信號(hào)可以是確定信號(hào)或隨機(jī)信號(hào)，而輸入信號(hào)中不可避免的混有噪聲或干擾，在頻域考慮可能是窄帶的也可能是寬帶的［7］。一個(gè)自適應(yīng)系統(tǒng)的輸入信號(hào)和信號(hào)特性，通常對(duì)該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和性能起重要作用，輸入信號(hào)用向量的形式表示，隱去時(shí)間函數(shù)，則信號(hào)向量X可以表示為。矩陣分析作為一種重要的數(shù)學(xué)工具，在信號(hào)與信息處理領(lǐng)域起著不可替代的作用。由于在現(xiàn)代信號(hào)處理、圖像處理，以及通信相關(guān)領(lǐng)域中的操作和運(yùn)算中，為了滿足性能需要，所以對(duì)數(shù)據(jù)的吞吐量有極高的要求，其中很多操作都必須實(shí)時(shí)完成，所以對(duì)相關(guān)算法的實(shí)現(xiàn)速度就有了很高的要求。在數(shù)字信號(hào)處理中，大部分處理信號(hào)和圖像的算法具有局部化、計(jì)算數(shù)據(jù)密集以及海量的矩陣運(yùn)算等特點(diǎn)，所以為了提高算法的實(shí)現(xiàn)速度，尋找一種高速矩陣運(yùn)算和高速密集型數(shù)據(jù)運(yùn)算的方法對(duì)很多在數(shù)字信號(hào)處理中應(yīng)用的復(fù)雜算法是十分有意義的［8］。

2GPU上大型矩陣快速運(yùn)算的具體實(shí)現(xiàn)

在GPU中實(shí)現(xiàn)矩陣的快速乘法時(shí)，不僅要保證運(yùn)算的精度問(wèn)題，同時(shí)，也要保證運(yùn)算的效率，提高運(yùn)算的速度。所以，根據(jù)GPU的硬件結(jié)構(gòu)，應(yīng)該設(shè)計(jì)一種矩陣分塊和內(nèi)存分配方法［9］，以便減少內(nèi)存的訪問(wèn)次數(shù)。

2．1運(yùn)算精度目前對(duì)于很多GPU來(lái)說(shuō)，其只支持32b浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算，所以在大量數(shù)據(jù)累加時(shí)，后面的數(shù)字位數(shù)一定被舍去過(guò)多，從而導(dǎo)致了運(yùn)算結(jié)果的精度下降。而CUDA的浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算是符合IEEE754運(yùn)算精度標(biāo)準(zhǔn)的，因此，可以利用Kahan求和公式來(lái)提高運(yùn)算的精度，具體流程偽代碼如下。雖然Kahan求和公式在優(yōu)化運(yùn)算結(jié)果精度的同時(shí)增加了每個(gè)線程的運(yùn)算量，但對(duì)于GPU來(lái)說(shuō)，并沒(méi)有內(nèi)存存取的動(dòng)作，所以對(duì)整體的運(yùn)算效率影響很小，并且精度問(wèn)題是整體運(yùn)算結(jié)果的前提保證，所以這一步驟是十分必要的。

2．2矩陣分塊由于CUDA平臺(tái)一個(gè)線程塊只同時(shí)支持512個(gè)線程并行工作，所以只有當(dāng)內(nèi)存控制器從某個(gè)固定倍數(shù)地址開(kāi)始讀取時(shí)，工作效率最高。解決這個(gè)問(wèn)題最好的辦法就是將大矩陣分解為16×16的小矩陣，這樣每一個(gè)線程塊就同時(shí)使用256個(gè)線程并行計(jì)算。所以小矩陣就可以完全加載到高速共享內(nèi)存中，同時(shí)小矩陣自身乘法也不需要再存取外部?jī)?nèi)存。為了方便進(jìn)行線程塊的計(jì)算，對(duì)于兩個(gè)矩陣A和B，可以分別為每個(gè)線程塊分配16×16個(gè)線程，再建立(m/16)×(n/16)個(gè)線程塊。但是，由于參加運(yùn)算的矩陣階不一定是16的倍數(shù)，所以對(duì)于最后一次分塊，程序可以利用判斷語(yǔ)句來(lái)控制。即:如果本線程的矩陣塊沒(méi)有超出A、B的階數(shù)，就進(jìn)行分塊;如果超出，則只運(yùn)算原始矩陣剩下的部分。

2．3內(nèi)存分配為了使GPU高效率工作，在矩陣A和B的分塊矩陣初始內(nèi)存空間時(shí)，直接把內(nèi)存大小配置成16的倍數(shù)，并在復(fù)制矩陣到顯卡內(nèi)存之前，將其清零。這種處理方法充分利用了GPU的硬件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，滿足GPU高效率讀取內(nèi)存的原則［10］。并且，CUDA提供的cudaMallocPitch()函數(shù)就可以滿足該要求，它是一種節(jié)距分配，可以使分配的內(nèi)存在硬件中的節(jié)距對(duì)齊，以提高共享內(nèi)存的訪問(wèn)速度，并返回指向已分配內(nèi)存的指針。

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

在進(jìn)行信號(hào)相關(guān)性分析的時(shí)候，往往計(jì)算量比較大，隨著信號(hào)處理中矩陣的階數(shù)不斷增加，如果僅僅基于CPU的傳統(tǒng)的串行算法，大大增加了計(jì)算所耗費(fèi)的時(shí)間。在進(jìn)行矩陣的相關(guān)性分析計(jì)算的過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)環(huán)境配置見(jiàn)表1。分別對(duì)不同大小的一維矩陣進(jìn)行相關(guān)性分析計(jì)算，矩陣的大小見(jiàn)表2。通過(guò)對(duì)矩陣A的列兩兩進(jìn)行交叉相關(guān)性計(jì)算，產(chǎn)生一個(gè)一個(gè)大型矩陣輸出，然后分別得出計(jì)算不同矩陣大小情況下相關(guān)性計(jì)算CPU和GPU所耗費(fèi)的時(shí)間，分析計(jì)算出加速比。對(duì)不同大小的二維矩陣進(jìn)行相關(guān)性分析計(jì)算，矩陣的大小見(jiàn)表3。對(duì)其中一個(gè)矩陣固定其大小，另外一個(gè)矩陣不斷增大，對(duì)兩個(gè)矩陣做二維的相關(guān)性計(jì)算，分別得出其基于CPU和GPU的相關(guān)性計(jì)算所耗費(fèi)的時(shí)間，分析計(jì)算出加速比。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖3、圖4可以得出，單一矩陣基于CPU和GPU進(jìn)行相關(guān)性計(jì)算的的加速比最高達(dá)到了14.5倍，二維矩陣基于CPU和GPU進(jìn)行相關(guān)性計(jì)算的加速比最高達(dá)到了5.3倍，二維矩陣的相關(guān)性計(jì)算涉及的數(shù)據(jù)量和計(jì)算量較大，通過(guò)計(jì)算時(shí)間可以看出基于GPU的相關(guān)性計(jì)算所耗費(fèi)時(shí)間明顯少于基于CPU下的相關(guān)性計(jì)算。通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比可以得到隨著矩陣的不斷增大，進(jìn)行相關(guān)性計(jì)算所用的時(shí)間不斷增加，基于CPU的傳統(tǒng)計(jì)算方式所耗費(fèi)的時(shí)間增大幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于基于GPU的并行計(jì)算方式。因此基于GPU的并行加速數(shù)字信號(hào)處理中相關(guān)性算法效率明顯高于傳統(tǒng)的基于CPU的串行算法。

篇5

所它在最近才開(kāi)始出現(xiàn)的一個(gè)新領(lǐng)域。盡管如此，多維信號(hào)處埋仍然對(duì)以下一些間提了解決的辦法，這些問(wèn)題是：計(jì)算機(jī)輔動(dòng)斷層成術(shù)(CAT)，即綜合來(lái)自不同方向的X射線的投影，以重建人體某一部分的三維圖，源聲納陣列的設(shè)計(jì)及通過(guò)人造衛(wèi)星地球資源。多維數(shù)字信號(hào)處理除具有許多引人注目和淺顯易行的應(yīng)用之外，它還具有堅(jiān)賣(mài)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，這不僅使我們能了解它的實(shí)現(xiàn)情況，而且當(dāng)新問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)，也當(dāng)及時(shí)解決。

典型的信號(hào)處理任務(wù)就是把信息從一種信號(hào)傳遞到另一種信號(hào)上，例如，可將一張照片加以掃描、抽樣，并將共存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中，在這種情況下，信息是從可變的銀粒密度轉(zhuǎn)換戌可見(jiàn)光束，再變成電的波形，最后變戍數(shù)字的序列，隨后該數(shù)字序列用。磁盤(pán)上磁疇的排列來(lái)表示CAT掃描器是一個(gè)比較復(fù)雜，經(jīng)過(guò)處理，最后顯赤射線管(CRT)的熒光屏上或膠片上。數(shù)字處理能增加信息，但可以重新排列信息，使觀察者能更方便地理解它.觀察者不必觀看多個(gè)不同測(cè)面的投影而可直接觀察截面圖。

人們感興趣的是信號(hào)所包含的信息，而不管信號(hào)本身是什么形式。也許可以概括地說(shuō)，信號(hào)處理涉及兩個(gè)基本任務(wù)一一信息的重新排列和信息的壓縮。

二、數(shù)字信號(hào)處理涉及到用數(shù)的序列表示的信號(hào)的處理，而多維數(shù)字信號(hào)處理則涉罰用多維陣列表示的信號(hào)的處理，例如對(duì)同時(shí)從幾個(gè)傳感器所接收的抽樣圖像和抽樣的時(shí)間波形的處理。由于信號(hào)是因而它可以用數(shù)字硬件處理，同時(shí)可以將信號(hào)處理的運(yùn)算規(guī)定為算法。

促使人們采用數(shù)字方法的是不言而喻的。數(shù)字方法既有效靈活。我們可以用數(shù)字系統(tǒng)使其有自適應(yīng)性并易于重新組合。可以很方便地把數(shù)字算法由一個(gè)廠商的設(shè)備上轉(zhuǎn)換到另一個(gè)廠商的設(shè)備上去，或者把專用數(shù)字硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)。同樣，數(shù)字算法也可用來(lái)處理作為時(shí)間函數(shù)或空間信號(hào)，數(shù)字算法自然地和邏輯算符如模式分類相聯(lián)系。數(shù)字信號(hào)能夠長(zhǎng)時(shí)間無(wú)差錯(cuò)地存儲(chǔ)。對(duì)很多種應(yīng)用而言，數(shù)字方法Ⅸ其它方法更為簡(jiǎn)單，對(duì)另外一些應(yīng)用，則可能根本不存在其他方法。多維信號(hào)處理是不同于一維信號(hào)處理，想在多維序列上實(shí)現(xiàn)的多運(yùn)算，例如抽樣、濾波和交換等，用于一維序列，然而，嚴(yán)格芯說(shuō)，我們不得不說(shuō)多終信號(hào)處理與一維信弓有很大差別的。

信號(hào)處理與一維信號(hào)處理還是有很大差別的，這是由三個(gè)因素造成的；(l)二維通常比一維問(wèn)題包含的數(shù)據(jù)量大得多；(2)處理多維系統(tǒng)在數(shù)些上不如處理一維系統(tǒng)那樣完備；(3)多維信號(hào)處理有更多的自由度，這給系統(tǒng)設(shè)計(jì)音以一維情況中無(wú)法比擬的靈活性。雖然所有遞歸數(shù)字濾波器都是用差分方程實(shí)現(xiàn)的，一維情況下差分方程是全有序的，而在多維情況下差分方程僅是部分有序的，岡而就存在著靈活性，在一維情況小，離散傳里旰變換CDET)可以用快速傅里葉變換CEPT)算法來(lái)計(jì)算，而在多維情況下，有多且每一個(gè)OFT又可用多種AFT算法來(lái)計(jì)算。在一維情況下，我們可以調(diào)整速率。而且也可以調(diào)整抽排列。從另一方面來(lái)說(shuō)，多維多項(xiàng)式不能進(jìn)行因式分解，而一維多項(xiàng)式是可以進(jìn)行因式分解的。因而在多維情況下，我們不能論及孤立的極，氣、孤立的零點(diǎn)及孤立的根。所以，多維信號(hào)處理與一維信號(hào)處理有相當(dāng)大的差別。在20世紀(jì)60年代初期，用數(shù)字系統(tǒng)來(lái)模仿模擬系統(tǒng)的想法，使得一維數(shù)字信號(hào)處毫的各種方法得到了發(fā)展。這樣，仿照模擬系統(tǒng)理論，創(chuàng)立了許多離散系統(tǒng)理論。隨后，當(dāng)數(shù)字系統(tǒng)可以很好地模仿模擬系統(tǒng)時(shí)，人們認(rèn)識(shí)到數(shù)字系統(tǒng)同時(shí)也可以完成更多的功能。由丁這種認(rèn)識(shí)及數(shù)字硬件工藝的有力推動(dòng)，數(shù)字信號(hào)處理得到了發(fā)展，而且現(xiàn)今很多通用的方法，已成為數(shù)字方法所特有的，沒(méi)有與其等效的模擬方法，在發(fā)展多維數(shù)字信號(hào)處理時(shí)，可觀察到同一發(fā)展趨向。因?yàn)闆](méi)有連續(xù)時(shí)間的(或模擬的)二維系統(tǒng)理論可以仿效，因而最初的二維系統(tǒng)是以一維系統(tǒng)為基礎(chǔ)的，80年代后期，多數(shù)二維信號(hào)處理都是用可分的二維系統(tǒng)?？煞值亩S系統(tǒng)與用于二維數(shù)據(jù)的一維系統(tǒng)幾乎沒(méi)有差別。隨后，發(fā)展了獨(dú)特的多維算法，該算法相當(dāng)于一維算法的邏輯推理。這是一段失敗的時(shí)期，由干許多二維應(yīng)用要求數(shù)據(jù)量很大，且IT缺少二維多項(xiàng)式太分解理論，很多一維方法不能很好地推廣到二維上來(lái)。我們現(xiàn)在正處于認(rèn)識(shí)的萌芽時(shí)代。計(jì)算機(jī)工業(yè)以其部件的小型化和價(jià)格日趨低廉而有助于我們解決數(shù)據(jù)量問(wèn)題。盡管我們總是受限于數(shù)學(xué)問(wèn)題，但仍然認(rèn)識(shí)到，多維系統(tǒng)也給了我們新的自由度。以上這些，使得該領(lǐng)域既富于挑戰(zhàn)性又無(wú)窮樂(lè)趣，電子信息技術(shù)的結(jié)合之軟件結(jié)臺(tái)，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中可用電產(chǎn)信息技術(shù)的地方，仍然可以在生產(chǎn)或很低的條件下使用人力或傳統(tǒng)機(jī)械。電予信息技術(shù)應(yīng)到限制，在不同領(lǐng)域和不同水平有各種原因，但爛有一個(gè)共大原因是缺乏認(rèn)識(shí)。沒(méi)有認(rèn)識(shí)，便沒(méi)有應(yīng)層。

事實(shí)上，在一維和二維信號(hào)處理理論之間有實(shí)質(zhì)性的差別，而在二維和更高維之間，除了計(jì)算上的復(fù)雜世方耐差異之外，似乎差別較小。

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篇6

目前內(nèi)屏蔽層接續(xù)工藝主要有2種，一是采用雙銅環(huán)對(duì)屏蔽銅網(wǎng)和內(nèi)屏蔽層進(jìn)行壓接，此種方式的缺陷在于容易造成芯線“皮－泡－皮”絕緣層的損傷。二是采用一截銅網(wǎng)與待接續(xù)的內(nèi)屏蔽層重疊搭接，再用塑料扎帶進(jìn)行綁扎緊固，該方式不能保證內(nèi)屏蔽層與銅網(wǎng)之間的可靠連接，尤其是當(dāng)灌入冷封膠時(shí)，冷封膠逐漸滲入到內(nèi)屏蔽層與銅網(wǎng)之間的接觸面形成絕緣層。在這種情況下，如果有外界干擾電流在內(nèi)屏蔽層上引起較大的縱向電動(dòng)勢(shì)，就會(huì)在內(nèi)屏蔽層與銅網(wǎng)的接續(xù)處造成發(fā)熱，甚至產(chǎn)生燒損電纜的嚴(yán)重后果。因此，必須采取技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)內(nèi)屏蔽層與接續(xù)銅網(wǎng)之間的可靠電氣連接。為保證可靠接續(xù)，采用一種含有低熔點(diǎn)金屬的焊錫膏進(jìn)行快速焊接。具體方案如下：將內(nèi)屏蔽層剝開(kāi)2cm，在內(nèi)屏蔽層與四線組之間纏繞一圈云母紙。在內(nèi)屏蔽層與接續(xù)銅網(wǎng)接頭處的接觸面上，均勻涂抹一種含有低熔點(diǎn)金屬的焊錫膏。將排流線（內(nèi)屏蔽層與四線組間或在內(nèi)屏蔽層外有一根銅導(dǎo)線稱為排流線）纏繞綁扎在銅網(wǎng)與內(nèi)屏蔽層的接頭處，起到一定的固定作用。4．用電子氣焊槍加熱使焊錫膏熔化，實(shí)現(xiàn)內(nèi)屏蔽層、接續(xù)銅網(wǎng)、排流線三者的可靠接續(xù)。經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)踐操作，得出“錫膏焊接法”的特點(diǎn)：一是焊錫膏可以直接涂抹在屏蔽層與銅網(wǎng)的接觸面上，比使用普通焊錫絲操作起來(lái)更方便；二是焊錫膏含有助焊劑和焊料粉，與普通焊錫絲相比更易融化，所需加熱時(shí)間更短，四芯組外包裹云母紙，起到隔熱、防火和絕緣的作用，僅這兩點(diǎn)就可以避免損壞芯線絕緣層；三是焊錫膏在加熱過(guò)程中有較強(qiáng)的去氧化膜功能和較好的粘附性能，焊接質(zhì)量可靠。

3成端工藝改進(jìn)

內(nèi)屏蔽鐵路數(shù)字信號(hào)電纜在結(jié)構(gòu)上與普通鐵路信號(hào)電纜相比，增加了內(nèi)屏蔽層及排流線。內(nèi)屏蔽鐵路數(shù)字信號(hào)電纜引入室外信號(hào)箱盒進(jìn)行成端時(shí)，要求將內(nèi)屏蔽層及排流線引出并接地，這就是內(nèi)屏蔽鐵路數(shù)字信號(hào)電纜成端工藝的關(guān)鍵點(diǎn)。目前，施工單位常用的工藝，是采用銅壓接管來(lái)壓接內(nèi)屏蔽層、排流線和引出線。然而，內(nèi)屏蔽鐵路數(shù)字信號(hào)電纜芯線的“皮－泡－皮”絕緣層在外力作用下容易損傷，作業(yè)人員難以掌握恰當(dāng)?shù)膲航恿Χ?，一旦力度過(guò)大就會(huì)損傷芯線絕緣層，如果施工時(shí)只是破皮而未完全破損，那么這一隱患點(diǎn)就難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，只會(huì)在日后的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中隨著列車(chē)震動(dòng)造成的摩擦最終破損而導(dǎo)致芯線對(duì)地絕緣不良。因此，解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵在于施工過(guò)程中要盡量避免對(duì)芯線“皮－泡－皮”絕緣層的擠壓。經(jīng)過(guò)大量工程實(shí)踐摸索，建議采用一種含有低熔點(diǎn)金屬的焊接材料進(jìn)行焊接，來(lái)替代原來(lái)普遍采用的銅環(huán)壓接或普通焊錫絲焊接工藝，具體操作如下：首先將內(nèi)屏蔽層與四線組剝離開(kāi)，再采用一種基于低熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的焊錫膏將7×0．52塑料銅芯線與內(nèi)屏蔽層進(jìn)行焊接，焊接完成后認(rèn)真整理內(nèi)屏蔽層，可采用棉布隔離內(nèi)屏蔽層與四線組，以防銅屏蔽層割傷芯線，由此杜絕損傷電纜芯線。

篇7

1數(shù)字電視傳輸技術(shù)的特點(diǎn)

（1）數(shù)字電視信號(hào)在傳輸過(guò)程中可靠度更高，原因是數(shù)字電視信號(hào)是通過(guò)多次采樣、量化及編碼后處理得到的。即便在傳輸過(guò)程中容易受到外界雜波的干擾，但仍可以用錯(cuò)誤編碼技術(shù)對(duì)在額定點(diǎn)評(píng)的可控范圍內(nèi)的干擾波進(jìn)行及時(shí)糾正。（2）數(shù)字電視設(shè)備方便儲(chǔ)存信號(hào)，而且對(duì)信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間沒(méi)有要求。（3）信號(hào)傳輸?shù)挠行暂^高。將來(lái)，單頻網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將主要運(yùn)用于數(shù)字電視信號(hào)的傳播。

2安裝和應(yīng)用數(shù)字電視衛(wèi)星傳輸技術(shù)

2.1安裝衛(wèi)星接收設(shè)備工序

在衛(wèi)星接收設(shè)備安裝前，有關(guān)技術(shù)工作人員需要對(duì)安裝設(shè)備的說(shuō)明書(shū)仔細(xì)閱讀，熟悉了解每個(gè)部件的使用用途，如圖1為衛(wèi)星接收設(shè)備。一是，在接收天線、高頻頭安裝過(guò)程中，應(yīng)該固定住連接接收天線、底座，之后連接上所有高頻頭和接收機(jī)間的電纜。二是，安裝接收機(jī)。在安裝之前需要接通接收設(shè)備電源，之后將在電視機(jī)與接收機(jī)之間安裝音視頻線。三是，調(diào)試接收機(jī)，在調(diào)試過(guò)程中需要對(duì)調(diào)試說(shuō)明書(shū)內(nèi)容全面掌握，之后嚴(yán)格根據(jù)說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容展開(kāi)調(diào)試。

2.2應(yīng)用衛(wèi)星接收設(shè)備的可行性

在傳輸有線數(shù)字電視信號(hào)中，衛(wèi)星接收設(shè)備發(fā)揮著積極的作用，衛(wèi)星接收設(shè)備質(zhì)量的高低影響著有線數(shù)字電視是否可以正常運(yùn)作。在近些來(lái)信息技術(shù)的迅猛發(fā)展下，有線數(shù)字電視遍布在全國(guó)各地，以前的接收設(shè)備已經(jīng)很難滿足傳輸數(shù)字電視信號(hào)的要求，為了可以更好的滿足人們需求，衛(wèi)星接收設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，得到了各地區(qū)人們的普遍認(rèn)可。衛(wèi)星接收設(shè)備既可以在各個(gè)地區(qū)中發(fā)送已經(jīng)接收的信號(hào)，也以發(fā)送速度極快被人們所肯定。

2.3維護(hù)衛(wèi)星接收設(shè)備注意事項(xiàng)

（1）檢查設(shè)備里的連接件。在安裝衛(wèi)星接收設(shè)備中，連接件發(fā)揮著尤為關(guān)鍵的作用，如果連接件出現(xiàn)松動(dòng)或者變形情況，那么衛(wèi)星設(shè)備就不能正常運(yùn)作。所以，有關(guān)技術(shù)工作人員需要經(jīng)常檢查與維護(hù)連接件。同時(shí)，在螺絲表面上有銹蝕后，有關(guān)人員需要第一時(shí)間處理螺絲，進(jìn)而確保衛(wèi)星接收設(shè)備能夠正常接收到信號(hào)。（2）檢查饋線與高頻頭之間的連接。在這項(xiàng)工作進(jìn)行過(guò)程中，有關(guān)人員需要適度的調(diào)整衛(wèi)星接收設(shè)備，進(jìn)而保證衛(wèi)星接收設(shè)備能夠及時(shí)接收到信號(hào)。在調(diào)整衛(wèi)星天線之前，有關(guān)人員需要對(duì)如何安裝天線進(jìn)行了解，之后遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施調(diào)整。同時(shí)，在調(diào)整前，有關(guān)人員需要了解是什么原因造成天線出現(xiàn)故障，之后，采取可行的解決措施。

3安裝和應(yīng)用數(shù)字電視傳輸技術(shù)

3.1安裝數(shù)字電視

安裝對(duì)于后期的維護(hù)非常重要，所以，在安裝有線數(shù)字電視中必須要高度重視。在連接有線數(shù)字電視信號(hào)中，機(jī)頂盒上的信號(hào)接入線必須要定期或者不定期檢查，一旦發(fā)現(xiàn)有破損情況，應(yīng)及時(shí)換一個(gè)新的電纜線。通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，若是信號(hào)接人線是舊的，則有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)就難以保障正常運(yùn)作。同時(shí)在實(shí)際操作中，必須要防止塑料式的插頭線使用，進(jìn)而避免脫落引發(fā)故障。在分接電視信號(hào)中，必須要做好分支器選型、分配器選型工作，進(jìn)而提高有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)運(yùn)作效率。

3.2應(yīng)用數(shù)字電視

傳統(tǒng)模擬電視與有線數(shù)字電視對(duì)比而言，前者很難接收到數(shù)據(jù)信號(hào)，必須輔助機(jī)頂盒才可以，而機(jī)頂盒具有占據(jù)空間大、接線復(fù)雜等不足，已經(jīng)逐漸被家電市場(chǎng)淘汰。而數(shù)字一體機(jī)自身內(nèi)置中包括數(shù)字電視高頻頭，可以直接接收到數(shù)字信息，不需要使用機(jī)頂盒，之后將接收數(shù)據(jù)、解碼數(shù)據(jù)、顯示數(shù)據(jù)融合在一起，實(shí)現(xiàn)了“三模式、全數(shù)字”的電視播放模式，也正是因?yàn)檫@一使用優(yōu)勢(shì)，有線數(shù)字電視徹底淘汰了傳統(tǒng)模擬電視，成為了各地區(qū)人們購(gòu)買(mǎi)家電的首選。

3.3維護(hù)數(shù)字電視兩種故障的方法

（1）零星用戶故障的維護(hù)。這一故障會(huì)嚴(yán)重影響著有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)的有效運(yùn)作，所以，有關(guān)技術(shù)人員需要盡可能降低零星用戶故障的發(fā)生率。大多數(shù)零星用戶故障的產(chǎn)生都是因?yàn)榻尤穗妷褐堤投斐傻?，通常?huì)出現(xiàn)線路接觸不良的狀況。在進(jìn)行這項(xiàng)工作中，需要檢查好故障所在之處，在明確故障位置后，再展開(kāi)相應(yīng)的處理。如：可成立檢查故障小組，并且為用戶開(kāi)設(shè)固定的咨詢熱線，全天二十四小時(shí)內(nèi)為用戶服務(wù)，一旦有用戶反應(yīng)有問(wèn)題，故障檢查小組就需要及時(shí)檢測(cè)用戶的有線電視，在找到引發(fā)故障的原因后，針對(duì)性的解決，保證用戶可以在最短的時(shí)間繼續(xù)正常使用有線數(shù)字電視。（2）局部點(diǎn)片出現(xiàn)故障。這一故障先要深入研究局部點(diǎn)片故障中的線路，在檢查中對(duì)接觸不良、導(dǎo)體霉斷等方面進(jìn)行排查，特別是要光發(fā)射機(jī)中存在的問(wèn)題進(jìn)行深入檢查，在檢查中，維修工作人員需要掌握導(dǎo)致局部點(diǎn)片故障發(fā)生的原因全面了解，并且還需要明確解決好這一故障的各種方法，進(jìn)而保證完善解決這一故障。

4結(jié)語(yǔ)

從上面的分析中可見(jiàn)，在普遍推廣和使用有線數(shù)字電視下，不但給人們帶來(lái)了更多的歡樂(lè)，而且也將更多的信息傳遞給人們，在開(kāi)闊人們知識(shí)視野的基礎(chǔ)上，也幫助人們更好的享受了生活。在信息時(shí)代的今天，數(shù)字電視企業(yè)不能因?yàn)槿〉煤芎玫某煽?jī)而沾沾自喜，還需要對(duì)數(shù)字電視深入研究，對(duì)數(shù)字電視技術(shù)不斷改進(jìn)與完善，以便可以為社會(huì)公眾提供更多更好的服務(wù)。

作者:李曉光 單位:山西廣播電視無(wú)線管理中心

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篇8

分前端機(jī)房在數(shù)字電視整體轉(zhuǎn)換前所做的準(zhǔn)備工作主要有兩部分:分前端機(jī)房一級(jí)數(shù)字電視廣播信號(hào)平臺(tái)的搭建工作和為數(shù)字電視整體轉(zhuǎn)換備用的CMTS、IPQAM、HFC網(wǎng)管信號(hào)等窄播信號(hào)系統(tǒng)的搭建工作。分前端一級(jí)數(shù)字電視廣播信號(hào)平臺(tái)的搭建相對(duì)簡(jiǎn)單，當(dāng)主、備路電視廣播光信號(hào)傳輸?shù)椒智岸撕?，?jīng)過(guò)光開(kāi)關(guān)對(duì)主備路光信號(hào)轉(zhuǎn)換后，輸出到光解復(fù)用器對(duì)光信號(hào)進(jìn)行解復(fù)用，相應(yīng)數(shù)字電視的29CH波長(zhǎng)光信號(hào)被解出來(lái)。把解出來(lái)的數(shù)字電視光信號(hào)按照原模擬信號(hào)分前端的一級(jí)骨干廣播光信號(hào)建設(shè)的結(jié)構(gòu)模式進(jìn)行復(fù)制，復(fù)制時(shí)盡量保證其在結(jié)構(gòu)上和光功率輸出上大體一致，最好能和模擬信號(hào)在物理位置上也保持相近，這樣在調(diào)整電視廣播信號(hào)時(shí)就非常方便。窄播信號(hào)的混合以及傳輸仍保持和原模擬電視系統(tǒng)廣播窄播相同的模式，我們采用的是廣播窄播1550nm光信號(hào)DWDM光合波復(fù)用傳輸方式，把分前端CMTS、IPQAM、HFC網(wǎng)管監(jiān)控的射頻信號(hào)進(jìn)行混合后驅(qū)動(dòng)ITU窄播光發(fā)射機(jī)，光發(fā)射機(jī)輸出后與分前端一級(jí)電視廣播光信號(hào)通過(guò)復(fù)用器進(jìn)行光合波，經(jīng)EDFA放大分配后或直接傳輸?shù)骄€路，覆蓋分前端機(jī)房區(qū)域內(nèi)有線電視及CableModem用戶。由于分前端機(jī)房一般帶用戶比較多，受到成本和機(jī)房空間等因素的限制，對(duì)窄播系統(tǒng)也全部復(fù)制一遍不大可能，另外我們數(shù)字電視整轉(zhuǎn)采用的是分區(qū)域分批次的方式，可以對(duì)窄播系統(tǒng)先行建設(shè)能滿足5個(gè)區(qū)域批次數(shù)字電視整轉(zhuǎn)的窄播信號(hào)，和本地的數(shù)字電視一級(jí)骨干廣播光信號(hào)進(jìn)行合波復(fù)用，這樣就成為可以滿足5個(gè)區(qū)域批次數(shù)字電視整轉(zhuǎn)的廣播窄播系統(tǒng)信號(hào)，作為數(shù)字電視整轉(zhuǎn)初期信號(hào)割接使用。當(dāng)然這備用的5個(gè)片區(qū)數(shù)字電視廣播窄播系統(tǒng)信號(hào)，只是一個(gè)舉例，具體要按照分前端實(shí)際使用劃分的片區(qū)數(shù)來(lái)定備用系統(tǒng)信號(hào)片區(qū)數(shù)，實(shí)際使用片區(qū)多的可以多建幾個(gè)備用片區(qū)。窄播光發(fā)也要選用DWDM特定波長(zhǎng)光發(fā)射機(jī)。在搭建數(shù)字電視系統(tǒng)信號(hào)平臺(tái)時(shí)，我們要充分考慮到分前端內(nèi)不同功率光信號(hào)的需求:(1)機(jī)房直接傳輸光信號(hào)到光接收機(jī)的，一般2～3dB的光功率即可;(2)線路上有光分路器的需要5～15dB的光功率;(3)線路上是V－Hub、EDFA的，需要廣播窄播合波直接傳輸?shù)骄€路上的需要6～8dB的光功率。通過(guò)對(duì)圖2在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單的調(diào)整即可滿足不同光功率的需求。信號(hào)系統(tǒng)搭建時(shí)，盡量保證機(jī)房光信號(hào)傳輸分配物理結(jié)構(gòu)上的一致性，對(duì)個(gè)別特殊需求的可以稍做調(diào)整即可，這樣對(duì)機(jī)房的運(yùn)維管理工作會(huì)帶來(lái)很大便利。

3數(shù)字電視整體轉(zhuǎn)換廣播窄播信號(hào)的割接

采用分區(qū)域分批次的整轉(zhuǎn)方式，除了線路上覆蓋有較多用戶的大型節(jié)點(diǎn)外，其余光節(jié)點(diǎn)模數(shù)信號(hào)轉(zhuǎn)換割接工作基本都是在分前端來(lái)完成，所以分前端機(jī)房是模擬電視信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電視信號(hào)的主要割接點(diǎn)。在數(shù)字電視整轉(zhuǎn)前，要對(duì)分前端機(jī)房覆蓋區(qū)域內(nèi)的光節(jié)點(diǎn)全景圖資料進(jìn)行詳細(xì)統(tǒng)計(jì)，結(jié)合數(shù)字電視整換區(qū)域批次，提前做好相應(yīng)的光節(jié)點(diǎn)片區(qū)規(guī)劃工作。按照分區(qū)域分批次整轉(zhuǎn)方式，我們可以把需要數(shù)字電視整轉(zhuǎn)初期的用戶，割接到前期已經(jīng)建好備用的5個(gè)片區(qū)數(shù)字電視的系統(tǒng)信號(hào)上來(lái)。數(shù)字電視整轉(zhuǎn)進(jìn)行一段時(shí)間后，前期備用的5個(gè)片區(qū)光信號(hào)將使用完畢時(shí)，我們?cè)賹?duì)沒(méi)有數(shù)字整轉(zhuǎn)的信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，把未整轉(zhuǎn)完數(shù)字電視信號(hào)但已經(jīng)割接走很多信號(hào)的片區(qū)進(jìn)行合并，這樣就可以空余出來(lái)滿足一到兩片區(qū)數(shù)字整轉(zhuǎn)的設(shè)備，把該片區(qū)的廣播信號(hào)更換為數(shù)字電視信號(hào)即可。然后依次類推，逐步完成數(shù)字電視信號(hào)的割接。在割接信號(hào)時(shí)，窄播系統(tǒng)的規(guī)劃也非常重要，尤其是IPQAM和CMTS系統(tǒng)，要根據(jù)光節(jié)點(diǎn)覆蓋雙向IPQAM和CableModem的用戶數(shù)做好下行和回傳設(shè)備的合理分配，充分考慮IPQAM端口下行流量及CMTS上行端口CableModem數(shù)量的負(fù)載均衡，這樣就保證了用戶視頻點(diǎn)播的流暢和網(wǎng)絡(luò)的順暢，減少了后期的擴(kuò)容工作，提高了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的穩(wěn)定性。在割接電視下行信號(hào)時(shí)，必然會(huì)對(duì)相應(yīng)片區(qū)CableModem用戶也進(jìn)行割接，把下行割接到新建的數(shù)字電視系統(tǒng)信號(hào)時(shí)，回傳也要割接調(diào)整到CMTS下行相對(duì)應(yīng)的上行端口。在割接前要做好CMTS端口CableModem數(shù)量以及SNR值的統(tǒng)計(jì)，主要統(tǒng)計(jì)在線的CableModem數(shù)量，割接調(diào)整后要查看在新端口上線CableModem數(shù)量和割接前是否一致，接收發(fā)射電平是否正常，端口SNR是否正常。做好與整轉(zhuǎn)現(xiàn)場(chǎng)人員的溝通，信號(hào)割接后在現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)測(cè)量信號(hào)，如有問(wèn)題及時(shí)處理。同時(shí)要做好資料的更新整理工作，保證資料的準(zhǔn)確性。

篇9

線性調(diào)頻信號(hào)具有非線性相位譜，能夠獲得較大的時(shí)寬帶寬積;與其它脈壓信號(hào)相比，很容易用數(shù)字技術(shù)產(chǎn)生，且技術(shù)上比較成熟;所用的匹配濾波器對(duì)回波信號(hào)的多卜勒頻移不敏感，因而可以用一個(gè)匹配濾波器處理具有不同多卜勒頻移的回波信號(hào)。這將大大簡(jiǎn)化信號(hào)處理系統(tǒng)，因此它在工程中得到了廣泛的應(yīng)用。采用這種信號(hào)的雷達(dá)可以同時(shí)獲得遠(yuǎn)的作用距離和高的距離分辨率。

一、線性調(diào)頻信號(hào)的產(chǎn)生方法

隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，以前由模擬方法完成的許多功能逐漸被數(shù)字方法所取代，復(fù)雜的雷達(dá)信號(hào)的產(chǎn)生也基本完成了由模擬技術(shù)到數(shù)字技術(shù)的質(zhì)的轉(zhuǎn)變。因?yàn)榕c模擬方法相比，數(shù)字方法具有靈活性好、可靠性高、失真補(bǔ)償方便，及易于實(shí)現(xiàn)相參等明顯優(yōu)越性，現(xiàn)己成為產(chǎn)生高性能線性調(diào)頻信號(hào)的主要方法。數(shù)字方法產(chǎn)生線性調(diào)頻信號(hào)的方法主要包括兩種，波形存儲(chǔ)直讀法和直接數(shù)字合成法（DDS）。

波形存儲(chǔ)直讀法是一種經(jīng)典的基帶信號(hào)產(chǎn)生方法。它是預(yù)先根據(jù)采用頻率、基帶帶寬、時(shí)寬等信號(hào)參數(shù)，通過(guò)線性調(diào)頻信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式分別計(jì)算出兩路正交信號(hào)的采樣值，按照順序預(yù)先寫(xiě)入高速內(nèi)存中。通過(guò)對(duì)采用時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)而順序產(chǎn)生高速內(nèi)存譯碼地址，依次從高速內(nèi)存中讀出預(yù)先寫(xiě)入的兩路正交信號(hào)的采樣值。I、Q兩路分別經(jīng)過(guò)數(shù)模變換、低通濾波產(chǎn)生兩路正交線性調(diào)頻基帶信號(hào)。這種方法具有原理簡(jiǎn)單、成本低廉、對(duì)器件依賴小等優(yōu)點(diǎn)，并具有較好的幅相預(yù)失真補(bǔ)償能力，但是存在電路結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、需要高速控制電路配合，也增加了軟件的復(fù)雜度。經(jīng)正交調(diào)制和倍頻器，對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行帶寬擴(kuò)展和頻譜搬移，輸出所需帶寬和頻段的線性調(diào)頻信號(hào)。直接數(shù)字合成（Direct Digital Synthesis，簡(jiǎn)稱DDS）方法。用這種方法產(chǎn)生的線性調(diào)頻信號(hào)的技術(shù)日益受到重視并廣泛應(yīng)用，它是根據(jù)線性調(diào)頻信號(hào)的頻率線性變化、相位平方變化的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的。直接數(shù)字合成法采用兩級(jí)相位累加結(jié)構(gòu)來(lái)得到線性調(diào)頻信號(hào)的二次變化的相位，然后根據(jù)相位值查存儲(chǔ)在ROM里的正弦、余弦表，將查得的值經(jīng)D/A轉(zhuǎn)化得到相應(yīng)的I、Q兩路基帶線性調(diào)頻信號(hào)。這種方法通過(guò)數(shù)控電路能對(duì)DDS輸出波形、頻率、幅度、相位實(shí)現(xiàn)精確控制，可在調(diào)頻帶寬內(nèi)對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)的幅度和相位進(jìn)行校正，產(chǎn)生近乎理想的線形調(diào)頻信號(hào)。只要改變某些電路的參數(shù)設(shè)置，就可以改變線性調(diào)頻信號(hào)的時(shí)寬和帶寬。但由于DDS的全數(shù)字的全數(shù)字結(jié)構(gòu)，雜散電平高是其自身固有的缺陷。

二、線性調(diào)頻脈沖信號(hào)壓縮的實(shí)現(xiàn)方法

線性調(diào)頻脈沖信號(hào)的壓縮通常有兩種方式：模擬壓縮和數(shù)字壓縮。目前模擬式脈沖壓縮器件有：具有大帶寬、小時(shí)寬的聲表面波（SAW）器件；中等時(shí)寬和中等帶寬的體聲波反射陣列壓縮器等。隨著高速、大規(guī)模集成電路器件的發(fā)展，對(duì)于大時(shí)寬大帶寬信號(hào)的脈沖壓縮通常采用數(shù)字方式壓縮。

數(shù)字脈沖壓縮系統(tǒng)較之模擬方法具有一系列優(yōu)點(diǎn)：數(shù)字法可獲得高穩(wěn)定度、高質(zhì)量的線性調(diào)頻信號(hào)，脈沖壓縮器件在實(shí)現(xiàn)匹配濾波的同時(shí)，可以方便地實(shí)現(xiàn)旁瓣抑制加權(quán)處理，既可有效地縮小脈沖壓縮系統(tǒng)的設(shè)備量，又具有高穩(wěn)定性和可維護(hù)性，并提高了系統(tǒng)的可編程能力。科技論文，壓縮方法。因此，數(shù)字處理方法獲得了廣泛的重視和應(yīng)用。

1、線性調(diào)頻脈沖信號(hào)的時(shí)域數(shù)字壓縮實(shí)現(xiàn)

線性調(diào)頻信號(hào)的時(shí)域數(shù)字脈沖壓縮處理，通常在視頻進(jìn)行，并采用I、Q兩路正交雙通道處理方案，以避免回波信號(hào)隨機(jī)相位的影響，可減少約3dB的系統(tǒng)處理?yè)p失。中頻回波信號(hào)經(jīng)正交相位檢波，還原成基帶視頻信號(hào)，再經(jīng)A/D變換形成數(shù)字信號(hào)，進(jìn)行數(shù)字脈沖壓縮處理。I、Q雙路數(shù)字壓縮按復(fù)相關(guān)運(yùn)算（即匹配濾波）進(jìn)行，雙路相關(guān)運(yùn)算輸出經(jīng)求模處理、D/A變換，輸出模擬脈沖壓縮信號(hào)；I、Q雙路相關(guān)輸出的數(shù)字信號(hào)還可送后級(jí)信號(hào)處理。

2、線性調(diào)頻脈沖信號(hào)的頻域數(shù)字壓縮實(shí)現(xiàn)

由于高速A/D變換器、大規(guī)模集成電路技術(shù)以及快速傅立葉變換技術(shù)的應(yīng)用，使寬帶信號(hào)的實(shí)時(shí)處理成為可能?？萍颊撐?，壓縮方法。采用DSP及FPGA的頻域數(shù)字脈沖壓縮處理的優(yōu)點(diǎn)是處理速度高、工作穩(wěn)定、重復(fù)性好，并且具有較大的靈活性。

3、線性調(diào)頻脈沖壓縮方案

根據(jù)線性調(diào)頻信號(hào)的特點(diǎn)及其脈沖壓縮原理，數(shù)字脈沖壓縮系統(tǒng)首先要將回波信號(hào)經(jīng)A/D采樣變成數(shù)字信號(hào)，再進(jìn)行脈沖壓縮。時(shí)域數(shù)字脈沖壓縮實(shí)際上是將回波數(shù)據(jù)與匹配濾波器進(jìn)行復(fù)卷積，而頻域數(shù)字脈沖壓縮則是通過(guò)對(duì)回波數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT后，與匹配濾波器的系數(shù)進(jìn)行復(fù)數(shù)乘法運(yùn)算，然后再經(jīng)過(guò)IFFT得到壓縮脈沖的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。對(duì)于N點(diǎn)長(zhǎng)度的信號(hào)，在時(shí)域?qū)崿F(xiàn)數(shù)字脈壓，需要進(jìn)行L2次復(fù)數(shù)乘法運(yùn)算，而頻域卷積法僅需2L1og2L次復(fù)數(shù)乘法運(yùn)算，大大減小了運(yùn)算工作量。另外，考慮到抑制旁瓣加權(quán)函數(shù)，若在時(shí)域?qū)崿F(xiàn)數(shù)字脈壓，不僅要增加存儲(chǔ)器，而且運(yùn)算量將增加一倍，在頻域?qū)崿F(xiàn)抑制旁瓣加權(quán)函數(shù)，不需增加存儲(chǔ)器和運(yùn)算量。

三、線性調(diào)頻脈沖信號(hào)的加權(quán)處理

線性調(diào)頻信號(hào)通過(guò)匹配濾波器后，輸出脈沖的包絡(luò)近似Sinc(x)形狀。其中最大的第一對(duì)旁瓣為主瓣電平的一13.2dB，其他旁瓣電平隨其離主瓣的間隔x按1/X的規(guī)律衰減，旁瓣零點(diǎn)間隔是1/B。在多目標(biāo)環(huán)境中，這些旁瓣會(huì)埋沒(méi)附近較小目標(biāo)的主信號(hào)，引起目標(biāo)丟失。為了提高分辨多目標(biāo)的能力，必須采用旁瓣抑制的措施，簡(jiǎn)稱加權(quán)技術(shù)。科技論文，壓縮方法。加權(quán)可以在發(fā)射端、接收端或收、發(fā)兩端上進(jìn)行，分別稱為單向加權(quán)或雙向加權(quán)。科技論文，壓縮方法。其方式可以是頻率域幅度或相位加權(quán)，也可以是時(shí)間域幅度或相位加權(quán)?？萍颊撐?，壓縮方法。此外，加權(quán)可在射頻、中頻或視頻級(jí)中進(jìn)行。科技論文，壓縮方法。為了使發(fā)射機(jī)工作在最佳功率狀態(tài)，一般不在發(fā)射端進(jìn)行加權(quán)。目前應(yīng)用最廣的是在接受端中頻級(jí)采用頻率域幅度加權(quán)。

引入加權(quán)網(wǎng)絡(luò)實(shí)質(zhì)上是對(duì)信號(hào)進(jìn)行失配處理，所以它不僅使旁瓣得到抑制，同時(shí)使輸出信號(hào)包絡(luò)主瓣降低、變寬。換句話說(shuō)，旁瓣抑制是以信噪比損失及距離分辨力變差為代價(jià)的。如何選擇加權(quán)函數(shù)這涉及到最佳準(zhǔn)則的確定?？紤]到信號(hào)的波形和頻譜的關(guān)系與天線激勵(lì)和遠(yuǎn)場(chǎng)的關(guān)系具有本質(zhì)上的共性，人們應(yīng)用天線設(shè)計(jì)中的旁瓣抑制原理，曾提出海明加權(quán)、余弦平方、余弦四次方加權(quán)等幾種最佳加權(quán)函數(shù)。但是這些理想的加權(quán)函數(shù)都較難實(shí)現(xiàn)。因此，只能在旁瓣抑制、主瓣加寬、信噪比損失、旁瓣衰減速度以及技術(shù)實(shí)現(xiàn)難易等幾個(gè)方面進(jìn)行折衷的考慮選取合適的加權(quán)函數(shù)。

結(jié)語(yǔ)：隨著數(shù)字技術(shù)和大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字脈沖壓縮(也稱脈壓)技術(shù)以其性能穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)、控制方式靈活以及硬件系統(tǒng)更小型化等優(yōu)點(diǎn)，逐步取代早期的模擬脈壓技術(shù)，成為現(xiàn)代脈壓系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。特別是近年來(lái)高性能通用數(shù)字信號(hào)處理器的出現(xiàn)，為雷達(dá)脈沖壓縮處理的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)提供了一種工程實(shí)現(xiàn)途徑。數(shù)字脈壓系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)可以滿足體積小、功耗低和成本低等條件，其相關(guān)問(wèn)題的研究成為國(guó)內(nèi)外廣大學(xué)者研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。

參考文獻(xiàn)：

1、王世一《數(shù)字信號(hào)處理（第1版）》[J]北京:北京理工大學(xué)出版社1997；

2、任培紅《脈沖壓縮信號(hào)的特點(diǎn)、產(chǎn)生、及壓縮方法》[J]電訊技術(shù)1999(2)；

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中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）01-0100-02

“信號(hào)與系統(tǒng)”和“數(shù)字信號(hào)處理”課程是高等學(xué)校信息科學(xué)和電氣工程等專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程。兩門(mén)課程的教學(xué)內(nèi)容有著不可分割的內(nèi)在聯(lián)系。在“信號(hào)與系統(tǒng)”的教學(xué)中，連續(xù)信號(hào)與系統(tǒng)在前，離散信號(hào)與系統(tǒng)在后。因此“信號(hào)與系統(tǒng)”課程實(shí)際上是“數(shù)字信號(hào)處理”的基礎(chǔ)課程。這兩者的內(nèi)容雖然互有側(cè)重，各成體系，但依然出現(xiàn)授課內(nèi)容重復(fù)、銜接不合理、綜合不夠等諸多問(wèn)題，因此不少論文針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行了探索研究。[1-3]文獻(xiàn)[4]指出，在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，課程的基本理論內(nèi)容將保持相對(duì)穩(wěn)定，在課程中不斷更新，增加應(yīng)用實(shí)例分析，將成為課程改革的主題。與此相應(yīng)，必須注重加強(qiáng)綜合性大作業(yè)練習(xí)和Matlab 實(shí)驗(yàn)。當(dāng)然這些觀點(diǎn)對(duì)于“數(shù)字信號(hào)處理”課程也是適用的。

結(jié)合多年在兩門(mén)課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，論文將對(duì)這兩門(mén)課程的相互關(guān)系以及教學(xué)思路和方法進(jìn)行探討，以期能克服這兩門(mén)課程在設(shè)置和課堂教學(xué)實(shí)施中存在的一些問(wèn)題，提升兩門(mén)課程的教學(xué)效果。

一、課程設(shè)置弊端

目前在大多數(shù)高校的相關(guān)專業(yè)都開(kāi)設(shè)了“信號(hào)與系統(tǒng)”和“數(shù)字信號(hào)處理”課程，但這兩門(mén)課程的設(shè)置普遍存在一些弊端，主要表現(xiàn)為：

“信號(hào)與系統(tǒng)”課程和“數(shù)字信號(hào)處理”課程內(nèi)容有部分混疊?，F(xiàn)行絕大多數(shù)“數(shù)字信號(hào)處理”教材，對(duì)離散信號(hào)與系統(tǒng)的分析、Z變換等內(nèi)容都做了系統(tǒng)的分析，這部分知識(shí)點(diǎn)與“信號(hào)與系統(tǒng)”中的內(nèi)容基本重復(fù)。正是由于兩門(mén)課程的主要內(nèi)容存在一定篇幅的重復(fù)，按照課程教學(xué)計(jì)劃實(shí)施教學(xué)，會(huì)使部分內(nèi)容重復(fù)講授，造成有限課時(shí)的浪費(fèi)。因而在高?？s減課時(shí)的總體趨勢(shì)下，相關(guān)專業(yè)對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化整合具有現(xiàn)實(shí)意義。

“信號(hào)與系統(tǒng)”和“數(shù)字信號(hào)處理”課程中有關(guān)離散信號(hào)與系統(tǒng)分析，以及Z變換等部分內(nèi)容缺乏統(tǒng)一性、完整性和系統(tǒng)性。兩門(mén)課程雖然都是對(duì)信號(hào)和系統(tǒng)進(jìn)行講解，卻沒(méi)有形成有機(jī)的整體，在教學(xué)過(guò)程中經(jīng)常存在配合不好的現(xiàn)象。而在課程開(kāi)設(shè)時(shí)，學(xué)校為了課程各自體系的完整，出現(xiàn)授課的重復(fù)性和不相關(guān)性等問(wèn)題，對(duì)學(xué)生系統(tǒng)掌握連續(xù)和離散信號(hào)與系統(tǒng)的分析人為制造了障礙。

兩門(mén)課程都具有理論性過(guò)強(qiáng)，不易理解，而實(shí)際應(yīng)用較少的特點(diǎn)。厚厚的教材、大量的數(shù)學(xué)公式及推導(dǎo)過(guò)程、眾多需要理解和掌握的知識(shí)點(diǎn)，加大了學(xué)習(xí)的難度，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中形成畏懼心理，又對(duì)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)喪失興趣和信心。另外，課程缺乏“新鮮元素”，絕大多數(shù)教材沒(méi)有介紹信號(hào)最新的技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)，教師在授課時(shí)也會(huì)因?yàn)檎n時(shí)問(wèn)題而忽略這部分信息，以至于使部分學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)“信號(hào)與系統(tǒng)”課程和“數(shù)字信號(hào)處理”課程缺乏實(shí)用性，降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力。

正是課程在設(shè)置時(shí)存在的這些問(wèn)題，在某種意義上給教師授課和學(xué)生學(xué)習(xí)帶來(lái)一定困難。針對(duì)這些問(wèn)題，論文將結(jié)合本院課程體系現(xiàn)狀，分析這兩門(mén)課程優(yōu)化整合的思路。

二、宿遷學(xué)院課程體系現(xiàn)狀

在本院電子信息工程專業(yè)，“信號(hào)與系統(tǒng)”課程開(kāi)設(shè)在本科第四學(xué)期，“數(shù)字信號(hào)處理”開(kāi)設(shè)在第五學(xué)期，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)兩個(gè)月的假期，學(xué)生對(duì)很多內(nèi)容產(chǎn)生遺忘的現(xiàn)狀，這就為“數(shù)字信號(hào)處理”的學(xué)習(xí)帶來(lái)困難。因此，“數(shù)字信號(hào)處理”課程的前幾章主要涉及離散信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域分析以及Z變換，這部分內(nèi)容實(shí)際在前面課程已經(jīng)講授過(guò)。文獻(xiàn)[5]的作者結(jié)合其專業(yè)的具體情況，經(jīng)過(guò)3年的對(duì)比教學(xué)，得出在“數(shù)字信號(hào)處理”課程的開(kāi)始前，以8個(gè)學(xué)時(shí)來(lái)復(fù)習(xí)“信號(hào)與系統(tǒng)”課程的基本概念和理論是最佳的教學(xué)方式的結(jié)論。

然而，本院電子信息工程專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃中，“信號(hào)與系統(tǒng)”理論50學(xué)時(shí)、實(shí)驗(yàn)10學(xué)時(shí)，“數(shù)字信號(hào)處理”理論40學(xué)時(shí)、實(shí)驗(yàn)5學(xué)時(shí)，這兩門(mén)課程的學(xué)時(shí)較少。由于“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)內(nèi)容多，而課時(shí)偏少，在一個(gè)學(xué)期將本該70課時(shí)左右的課程壓縮到50課時(shí)，具有很大難度。因此，把離散部分的許多基本內(nèi)容留給后續(xù)課程講解，如離散信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域與Z域分析這部分內(nèi)容主要放置在“數(shù)字信號(hào)處理”中講解，將有限的課時(shí)用于連續(xù)信號(hào)與系統(tǒng)的分析講解，這更有利于提高課時(shí)利用率。另外，結(jié)合課程特點(diǎn)，為了促進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握，本院將一定數(shù)量的習(xí)題課改為學(xué)生課后習(xí)題，并結(jié)合課程考核以督促學(xué)生獨(dú)立認(rèn)真完成，通過(guò)這種做法，將有限課時(shí)用于課程內(nèi)容講授和師生互動(dòng)。

三、課堂教學(xué)方式和方法

1.啟發(fā)式教學(xué)

這兩門(mén)課程都具有自身內(nèi)容抽象，僅憑想象難以理解的特點(diǎn)，教師照本宣科將使學(xué)生感到煩躁，喪失學(xué)習(xí)興趣，在具體教學(xué)中運(yùn)用了以下教學(xué)方法：第一，采用“類比”的方法。教師根據(jù)“信號(hào)與系統(tǒng)”特有的對(duì)稱特性，按連續(xù)時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的分析方法，采用類比方法分析離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)。在傅里葉變換的基本性質(zhì)和拉氏變換的基本性質(zhì)等的講解中也采用了該方法；第二，課堂教學(xué)盡可能體現(xiàn)“提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題”這個(gè)過(guò)程。在教學(xué)中教師通過(guò)問(wèn)題來(lái)啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生積極思考和分析問(wèn)題，盡量讓學(xué)生在實(shí)踐中解決問(wèn)題，使學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過(guò)程中逐漸提高學(xué)習(xí)的興趣和能力。

2.傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代電教法的結(jié)合

傳統(tǒng)教學(xué)主要以教師板書(shū)，學(xué)生記筆記為主，雖然具有思路詳細(xì)、公式定理推導(dǎo)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膬?yōu)點(diǎn)，但這種“滿堂灌”的教學(xué)方式在增加教師勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)，沉悶的課堂氣氛也降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。現(xiàn)代電教法在授課時(shí)雖然能有“聲”有“色”，但是過(guò)多的感官刺激也會(huì)使學(xué)生麻痹，另外，電教法在課堂教學(xué)中普遍存在信息容量大的問(wèn)題，相比傳統(tǒng)教學(xué)法，學(xué)生需要接收更多信息，如果課后學(xué)生未及時(shí)復(fù)習(xí)整理，將會(huì)出現(xiàn)課堂熱鬧，下課作業(yè)困難，學(xué)生考試成績(jī)不理想的現(xiàn)象。傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代電教法為主的教學(xué)模式各有優(yōu)缺點(diǎn)，在教學(xué)中扮演著各自不同的角色，教師取長(zhǎng)補(bǔ)短、靈活應(yīng)用不同的教學(xué)方法，才能改善授課效果。因此在教學(xué)過(guò)程中，筆者根據(jù)課程的特征靈活應(yīng)用多種教學(xué)方法，如以電教法為主，傳統(tǒng)教學(xué)為輔的教學(xué)模式，以提高教師授課效率和學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

電教法可以分為“多媒體教學(xué)”以及“網(wǎng)絡(luò)教學(xué)”兩種模式。多媒體教學(xué)主要指教師課堂授課使用多媒體輔助教學(xué)，這要求備課時(shí)準(zhǔn)備課件。圖文并茂的視覺(jué)演示為抽象概念的講解提供了方便，另外多媒體教學(xué)還可以增加較多的應(yīng)用示例，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。但這種教學(xué)方式也存在一些缺點(diǎn)，如過(guò)多的視覺(jué)沖擊會(huì)造成學(xué)生視覺(jué)疲勞。

為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)模式與多媒體教學(xué)手段的局限性，本院正在積極建設(shè)“信號(hào)與系統(tǒng)”網(wǎng)絡(luò)課程。課程網(wǎng)站為學(xué)生自主學(xué)習(xí)創(chuàng)造了條件，提供了幫助和指導(dǎo)。教師將課程教學(xué)大綱和學(xué)習(xí)要求、教學(xué)課件、習(xí)題、模擬試題及實(shí)驗(yàn)教學(xué)等資源放置在課程網(wǎng)站上，可以方便學(xué)生自學(xué)。而網(wǎng)絡(luò)課程中的在線交流模塊，方便了教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)指導(dǎo)和答疑，加強(qiáng)了師生之間的交流，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。當(dāng)然教師應(yīng)該引導(dǎo)和督促學(xué)生訪問(wèn)課程網(wǎng)站，積極利用豐富的學(xué)習(xí)資源。比如將傳統(tǒng)的紙質(zhì)作業(yè)上網(wǎng)，要求學(xué)生登錄自己的帳號(hào)，完成規(guī)定數(shù)量的習(xí)題并實(shí)時(shí)由系統(tǒng)打分，在課程考察時(shí)將這部分成績(jī)納入期末成績(jī)。網(wǎng)絡(luò)課程可以克服傳統(tǒng)教學(xué)對(duì)教學(xué)時(shí)間、教學(xué)地點(diǎn)的限制，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。

四、實(shí)踐教學(xué)

實(shí)踐教學(xué)可以使學(xué)生對(duì)信號(hào)及信息處理領(lǐng)域有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，因此實(shí)踐教學(xué)是至關(guān)重要的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，合理安排實(shí)踐教學(xué)對(duì)課程的學(xué)習(xí)很重要。本課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以結(jié)合Matlab 軟件應(yīng)用安排編程練習(xí)。目前，這種做法已取得國(guó)內(nèi)、外廣大任課教師的共識(shí)。[4]本院這兩門(mén)課程實(shí)驗(yàn)主要采用Matlab軟件仿真的方式，主要由驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)組成。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是為了培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力和數(shù)據(jù)處理等其它技能。比如在“信號(hào)與系統(tǒng)”的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了用Matlab 軟件實(shí)現(xiàn)常見(jiàn)連續(xù)和離散信號(hào)，通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以初步了解使用Matlab軟件編程實(shí)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單函數(shù)的方法，為后繼設(shè)計(jì)性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)。在進(jìn)行了一定數(shù)量的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)之后，就可以進(jìn)行綜合性實(shí)驗(yàn)。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求編寫(xiě)程序，獲取仿真結(jié)果，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析總結(jié)，并完成相應(yīng)思考題。這能夠培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生設(shè)計(jì)的能力。

五、結(jié)論

結(jié)合近幾年對(duì)這兩門(mén)課程的教學(xué)實(shí)踐和思考，筆者認(rèn)為“信號(hào)與系統(tǒng)”是“數(shù)字信號(hào)處理”的基礎(chǔ)課程?！靶盘?hào)與系統(tǒng)”的課程重點(diǎn)在于連續(xù)信號(hào)和連續(xù)系統(tǒng)的分析和處理上，強(qiáng)調(diào)信號(hào)和系統(tǒng)的一些基本概念和傅立葉變換、拉普拉斯變換以及Z變換三大基本變換的學(xué)習(xí)，使學(xué)生建立起信號(hào)與信息處理類課程學(xué)習(xí)的思維方式與方法?！皵?shù)字信號(hào)處理”課程教學(xué)重點(diǎn)是離散信號(hào)和離散系統(tǒng)的分析與處理，強(qiáng)化學(xué)生工程設(shè)計(jì)以及工程應(yīng)用的思想，為后續(xù)課程提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。

理順課程之間關(guān)系，明確各課程的任務(wù)和地位，統(tǒng)一規(guī)劃才能使課程之間很好銜接。課程體系的建設(shè)以及整合優(yōu)化是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。教師在長(zhǎng)期教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，只有不斷發(fā)現(xiàn)和思考問(wèn)題，積極解決教學(xué)中存在的一些問(wèn)題，進(jìn)一步改進(jìn)和完善教學(xué)工作，才能取得更好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

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篇11

由于數(shù)字信號(hào)處理這款軟件涉及大量的運(yùn)算，所以教師自己繪制圖像時(shí)會(huì)耗費(fèi)大量的精力，如果通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)易的軟件來(lái)繪制圖像，就會(huì)大大減輕教師的工作。

根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理這門(mén)課程的基本內(nèi)容，我們將這款軟件分為4個(gè)模塊來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，具體分為時(shí)域分析、頻域分析、復(fù)頻域分析以及濾波器四大模塊，每一個(gè)模塊又由一些功能模塊組成，它們各自對(duì)應(yīng)了數(shù)字信號(hào)處理這門(mén)學(xué)科的內(nèi)容。

在涉及這款軟件中，我們盡量要做到界面友好簡(jiǎn)易，教師不需要了解軟件代碼，只需要填寫(xiě)繪制圖像的最基礎(chǔ)特征，然后圖像即可繪制，并且，盡量使用大學(xué)廣泛使用的編程語(yǔ)言，從而使得教師不需要單獨(dú)安裝另一軟件，經(jīng)過(guò)刷選，Matlab擁有自己獨(dú)特的數(shù)字信號(hào)繪制圖像語(yǔ)言及界面開(kāi)發(fā)工具，完全符合開(kāi)發(fā)的需求。

2.軟件開(kāi)發(fā)

2.1 軟件的整體結(jié)構(gòu)

如前文所寫(xiě)，在開(kāi)發(fā)軟件時(shí)，我們按照數(shù)字信號(hào)課程分成四個(gè)模塊，并加入一個(gè)幫助模塊，這樣，軟件開(kāi)發(fā)的基本結(jié)構(gòu)就成型了，如圖2.1所示。

2.2 軟件的具體設(shè)計(jì)

在具體設(shè)計(jì)軟件時(shí)，又分為兩大階段，第一階段是用戶使用的界面，目標(biāo)是簡(jiǎn)明易懂，用戶可以直接操作，通過(guò)簡(jiǎn)單地操作完成自己的目標(biāo)。

因此，軟件主界面圖以MATLAB為平臺(tái)，如圖2.1所示，這種平臺(tái)具有操作方便，功能完善，能夠更方便直接的對(duì)數(shù)據(jù)文件進(jìn)行計(jì)算和處理，輸出形象直觀等特點(diǎn)。

首先用MATLAB的GUIDE建立開(kāi)始主界面，然后在主界面設(shè)置按鈕，分別對(duì)應(yīng)六大功能，設(shè)置好后，分別設(shè)置跳轉(zhuǎn)功能，使得點(diǎn)擊開(kāi)始界面后可以跳轉(zhuǎn)到各個(gè)功能的子界面。子界面的設(shè)置與主界面大致相同，但是要多設(shè)置”返回”按鈕的功能，通過(guò)返回按鈕，返回到之前的開(kāi)始界面，在子界面之下，則是功能界面，也就是各個(gè)不同子界面繪制功能的具體界面，通過(guò)跳轉(zhuǎn)功能，使得子界面和功能界面連接到一起，在功能界面，關(guān)鍵是一個(gè)界面上實(shí)現(xiàn)多個(gè)功能，這就要求在一個(gè)有限的空間內(nèi)分配好各個(gè)按鈕和生成圖像的位置。

第二階段則為數(shù)字圖像處理各個(gè)具體功能繪圖的代碼編寫(xiě)，通過(guò)matlab進(jìn)行編寫(xiě)，下面是一個(gè)巴特沃斯低通模擬濾波器生成代碼，：

3.結(jié)果展示

軟件編寫(xiě)結(jié)束后，子界面成果如圖3.1所示。

由圖3.1可以看到，進(jìn)入復(fù)頻域子界面后，有兩種不同功能的繪圖模式，并且有著返回和退出功能。

圖3.2是DTFT功能界面，由圖可見(jiàn)，當(dāng)輸入需要繪制圖形的參數(shù)后，選取確定，則相關(guān)圖像就會(huì)繪制出來(lái)。

4.結(jié)束語(yǔ)

論文完成了一個(gè)Matlab教學(xué)輔助程序的開(kāi)發(fā)，從而克服了數(shù)字圖像處理難以繪圖的缺點(diǎn)，擁有簡(jiǎn)單直觀，便于操作的優(yōu)點(diǎn)。

篇12

頻移鍵控（FSK）是用不同頻率的載波來(lái)傳送數(shù)字信號(hào)，并用數(shù)字基帶信號(hào)控制載波信號(hào)的頻率。具有抗噪聲性能好、傳輸距離遠(yuǎn)、誤碼率低等優(yōu)點(diǎn)[1]。在中低速數(shù)據(jù)傳輸中，特別是在衰落信道中傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，有著廣泛的應(yīng)用。但傳統(tǒng)的用硬件實(shí)現(xiàn)FSK的方法，特別是相干解調(diào)需要提取載波，設(shè)備相對(duì)比較復(fù)雜,成本比較高。本文基于 FPGA 芯片，采用 VHDL語(yǔ)言提出了一種 FSK調(diào)制解調(diào)器的實(shí)現(xiàn)方法。

1 . FSK調(diào)制

FSK調(diào)制的核心部分包括分頻器、二選一選通開(kāi)關(guān)等。圖1[2]中的兩個(gè)分頻器分別產(chǎn)生兩路數(shù)字載波信號(hào)；二選一選通開(kāi)關(guān)的作用是：以基帶信號(hào)作為控制信號(hào)，當(dāng)基帶信號(hào)為“0”，選通載波f1；當(dāng)基帶信號(hào)為“1”時(shí)，選通載波f2。從選通開(kāi)關(guān)輸出的信號(hào)就是數(shù)字FSK信號(hào)，調(diào)制信號(hào)為數(shù)字信號(hào)。

圖1 FSK調(diào)制方框圖

FSK調(diào)制VHDL程序仿真圖如圖2所示，載波f1和f2分別是通過(guò)對(duì)clk的12分頻和2分頻得到的。

圖2 FSK調(diào)制VHDL程序仿真圖

2.FSK解調(diào)

在解調(diào)器的設(shè)計(jì)中,已調(diào)信號(hào)是連續(xù)的波形，有兩個(gè)不同的頻率，在 FPGA實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，已調(diào)信號(hào)可以通過(guò)矩形脈沖來(lái)代替，在一定的時(shí)間內(nèi)，通過(guò)檢測(cè)時(shí)鐘上升沿來(lái)確定輸入信號(hào)的頻率，從而判斷出基帶信號(hào)。在本設(shè)計(jì)中，先設(shè)計(jì)一個(gè)同步信號(hào)，即當(dāng)同步信號(hào)start為高電平時(shí)開(kāi)始解調(diào)。論文格式。

圖3 FSK解調(diào)方框圖

圖4是依照?qǐng)D3[2]編寫(xiě)VHDL語(yǔ)言解調(diào)程序得到的時(shí)序仿真圖，在仿真圖中，clk是輸入的時(shí)鐘信號(hào)，start信號(hào)為高電平，編輯輸入調(diào)制信號(hào)x，通過(guò)時(shí)序仿真得出結(jié)果。論文格式。從圖中可以看出，輸出信號(hào) y有延遲。計(jì)數(shù)器q計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)clk的上升沿，m計(jì)數(shù)輸入調(diào)制信號(hào)的上升沿，計(jì)數(shù)器q計(jì)數(shù)到11時(shí)清零，若計(jì)數(shù)器q為10時(shí)，m計(jì)數(shù)小于等于3則判基帶信號(hào)為“0”，否則判為“1”。論文格式。

圖4 FSK解調(diào)VHDL程序仿真圖

3.結(jié)論

整個(gè)設(shè)計(jì)使用VHDL語(yǔ)言編寫(xiě)，以EP1K30144-3為下載的目標(biāo)芯片，在MAX+PLUSⅡ軟件平臺(tái)上進(jìn)行布局布線后進(jìn)行波形仿真，得到了正確的波形。結(jié)果正確無(wú)誤，經(jīng)驗(yàn)證滿足預(yù)期的設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，且其整個(gè)工作過(guò)程可通過(guò)軟件波形仿真，或是實(shí)際硬件電路通過(guò)示波器來(lái)直觀、清晰觀察。傳統(tǒng)的FSK調(diào)制解調(diào)方式都是采用硬件電路實(shí)現(xiàn)，電路復(fù)雜、調(diào)試不便，采用VHDL語(yǔ)言用FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)的調(diào)制解調(diào)方式，設(shè)計(jì)靈活、修改方便，有效地縮小了系統(tǒng)的體積，增加了可靠性，具有良好的可移植性及產(chǎn)品升級(jí)的系統(tǒng)性。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳華鴻.頻移鍵控(FSK)及其最新應(yīng)用[J ].現(xiàn)代計(jì)算機(jī),2000(9) :36-39.

篇13

數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)是現(xiàn)代通信的重要技術(shù)之一。對(duì)于數(shù)字通信系統(tǒng)而言，因?yàn)樗鶄魉偷幕鶐?shù)字信號(hào)中包含的是低頻部分，不適用于遠(yuǎn)距離傳輸。如果需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離的傳輸，例如對(duì)于有限帶寬的高頻無(wú)線信道、光纖信道等傳輸時(shí)，就需要對(duì)基帶數(shù)字信號(hào)進(jìn)行載波調(diào)制后再進(jìn)行傳輸。因此，數(shù)字調(diào)制是指將基帶數(shù)字信號(hào)的頻譜搬移到較高的載波頻譜。數(shù)字調(diào)制包括移幅鍵控（ASK）、移頻鍵控（FSK）、移相鍵控（PSK）等調(diào)制方式。其中，頻移鍵控是一種易于實(shí)現(xiàn)，方法簡(jiǎn)單的技術(shù)，另外，在解調(diào)時(shí)不需要恢復(fù)本地載波，能夠?qū)崿F(xiàn)異步傳輸。此外，頻移鍵控的抗噪聲能力和抗衰落性能力也比較強(qiáng)。因此，頻移鍵控調(diào)制技術(shù)得到了廣泛地應(yīng)用。本論文主要研究二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，仿真完成對(duì)數(shù)字信號(hào)的調(diào)制及解調(diào)。

1 二進(jìn)制移頻鍵控（2FSK）原理

頻移鍵控容易實(shí)現(xiàn)，但其主要的缺點(diǎn)是占用頻帶較寬，其頻帶利用率低。故頻移鍵控一般主要應(yīng)用在低、中速數(shù)據(jù)的傳輸，以及頻帶較寬的信道與衰落信道。

頻移鍵控是利用載波的頻率變化來(lái)傳遞數(shù)字信息。二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK），是指載波的頻率隨二進(jìn)制基帶信號(hào)的變化，在兩個(gè)頻率點(diǎn)f1和f2之間變化。表達(dá)式如下：

發(fā)送1時(shí)

發(fā)送0時(shí)

產(chǎn)生2FSK信號(hào)的方法一般主要有兩種。一種是直接調(diào)頻法，即可以采用模擬電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。另一種是采用鍵控法。鍵控法是在二進(jìn)制基帶矩形脈沖序列的控制下，通過(guò)開(kāi)關(guān)電路對(duì)兩個(gè)不同的獨(dú)立頻率源進(jìn)行選擇，使其在每一個(gè)碼元期間輸出f1和f2兩個(gè)載波之一。

解調(diào)與調(diào)制是一個(gè)相反的過(guò)程，其原理是將一個(gè)2FSK信號(hào)分解為上下兩路2ASK信號(hào)，再對(duì)兩路2ASK信號(hào)分別進(jìn)行解調(diào)，然后再做判決。這里的抽樣判決是直接比較兩路信號(hào)抽樣值的大小。2FSK信號(hào)的常用解調(diào)方法包括非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波）和相干解調(diào)。

2 2FSK調(diào)制解調(diào)的仿真分析

通過(guò)MATLAB仿真設(shè)計(jì)程序，實(shí)現(xiàn)2FSK信號(hào)的調(diào)制解調(diào)的程序仿真。誤碼率是衡量一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)，又由于ASK與FSK均具有相干和非相干解調(diào)方法，所以將相干ASK、非相干ASK、相干FSK以及非相干FSK與PSK的誤碼率進(jìn)行預(yù)測(cè)對(duì)比。

仿真：產(chǎn)生一個(gè)二進(jìn)制數(shù)作為隨機(jī)信號(hào)源，如圖1所示；分別用兩個(gè)頻率的余弦函數(shù)作為載波；對(duì)該信號(hào)進(jìn)行制2FSK調(diào)制；模擬加入一個(gè)高斯白噪聲；然后對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，通過(guò)低通濾波器和判別器產(chǎn)生接收信號(hào)。2FSK的調(diào)制波形如圖2所示，2FSK的解調(diào)過(guò)程如圖1所示。

圖1 二進(jìn)行隨機(jī)序列

圖2 2FSK調(diào)制波形

圖3 相干解調(diào)后的信號(hào)與原序列比較

圖4 非相干解調(diào)后的信號(hào)與原序列比較

分析：通過(guò)調(diào)制信號(hào)的時(shí)域波形圖，可知原信號(hào)經(jīng)過(guò)2FSK調(diào)制，再經(jīng)過(guò)解調(diào)后的信號(hào)與原信號(hào)大體一致。仿真結(jié)果的分析說(shuō)明該2FSK仿真模型是成功的、符合理論的。

3 誤碼率仿真分析

我們假設(shè)同一幅度的信號(hào)，分別經(jīng)過(guò)2ASK相干解調(diào)、2ASK非相干解調(diào)、2FSK相干解調(diào)、2FSK非相干解調(diào)、2PSK解調(diào)后根據(jù)小表比較信噪比和誤碼率的關(guān)系。

分析：隨著信噪比的增大，各種方式的誤碼率都會(huì)減少。而對(duì)同一調(diào)制方式而言，相干解調(diào)方式的誤碼率要低于非相干解調(diào)方式的誤碼率。在信噪比較大時(shí)，2FSK系統(tǒng)的相干解調(diào)和非相干解調(diào)差距減少。在誤碼率相同的情況下，所需要的信噪比2ASK最高，2FSK其次，2PSK最??；反過(guò)來(lái)，若信噪比一定時(shí)，2PSK系統(tǒng)的誤碼率比2FSK的小，2FSK系統(tǒng)誤碼率比2PSK的小。

圖5 誤碼率曲線

4 結(jié)束語(yǔ)

本論文設(shè)計(jì)運(yùn)用了MATLAB實(shí)現(xiàn)了2FSK調(diào)制解調(diào)過(guò)程的仿真，在調(diào)制解調(diào)過(guò)程中觀察了各個(gè)環(huán)節(jié)時(shí)域和頻域的波形，并對(duì)比了2ASK、2FSK、2PSK三種誤碼率情況。從仿真結(jié)果與理論結(jié)果的對(duì)比，從而得出此次仿真的可靠性。

參考文獻(xiàn)