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            一種基于DSP的MIMO系統(tǒng)空時編碼盲識別方法

            作者: 時間:2015-04-21 來源:網(wǎng)絡 收藏

              系統(tǒng)復位時,所有FLAG PIN置高電平,ADC采集完畢觸發(fā)DMA中斷,從SDRAM中讀取數(shù)據(jù),并進入到預白化處理,此時FLAG PIN1至低電平,依據(jù)算法,對白化后的數(shù)據(jù)進行時滯相關(guān)分析,并利用碼字表判決響應碼型時,并分別拉低FLAG PIN2和FLAG PIN3.

            本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/272884.htm

              該種方法配置靈活、軟件簡單,系統(tǒng)采用4個FLAGPIN來布置顯示,擁有足夠的IO接口使用,在設計時充分利用了硬件資源,同時利用DMA中斷,有效提高了CPU的效率,也實現(xiàn)了資源的共享和并行處理,同時還在芯片運算過程中及時發(fā)現(xiàn)故障并定位處理。

              2系統(tǒng)軟件設計

              2.1空時編碼盲識別原理

              STBC通過在時間與空間進行聯(lián)合編碼達到提高系統(tǒng)傳輸性能的目的,因此在不同時刻從不同天線發(fā)送的數(shù)據(jù)具有一定的相關(guān)性,而不同空時編碼之間的相關(guān)度并不同,因此可利用該相關(guān)度來區(qū)分不同的碼型,從而將空時編碼的模式識別出來。

              2.2空時編碼盲識別方法

              (1)預白化。預白化的目的是去除信道對接收信號相關(guān)性的影響。白化矩陣W通過對分時相關(guān)矩陣P做特征值分解得到

              

             

              ,其中A-1為特征值矩陣Λ的廣義逆。W與原數(shù)據(jù)相乘便可得到解相關(guān)矩陣Y.(2)計算時滯相關(guān)度。利用接收信號預白化后得到的解相關(guān)矩陣Y,依據(jù)統(tǒng)計學公式計算時滯相關(guān)范數(shù)

              

             

              空時編碼矩陣的理論時滯相關(guān)特性僅與編碼矩陣本身有關(guān)。因此,應用與式(1)相同的形式,可將編碼矩陣不同的列進行矩陣乘加運算,并取F范數(shù)來表征。

              由此得出計算空時編碼的時滯相關(guān)矩陣R(τ)

              

             

              其中,空時編碼矩陣的每一列代表不同的發(fā)射時刻,A(u)是碼型A編碼矩陣的第u列,l為碼型分組長度。已預白化后的接收信號矩陣與發(fā)送端編碼矩陣,在時滯相關(guān)函數(shù)F范數(shù)上有如下關(guān)系

              

             

              (3)判決碼型。遍歷候選碼集,計算出接收信號與候選碼集中每一種空時碼的相關(guān)度,取其中最相關(guān)的碼型便為判決碼型。

              2.3軟件設計

              軟件系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)軟件系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)設計,程序流程如圖5所示。包括系統(tǒng)啟動、配置系統(tǒng)寄存器、設置全局變量和開啟中斷控制等。當ADC模塊將采樣數(shù)據(jù)全部寫入SDRAM后,CPLD通知觸發(fā)DMA中斷1,將SDRAM中的數(shù)據(jù)讀入,讀取結(jié)束后DMA觸發(fā)中斷2,并對ADC采樣數(shù)據(jù)進行處理:(1)預白化,去除新到對采樣數(shù)據(jù)相關(guān)性的影響。(2)計算采樣數(shù)據(jù)與候選集中每種碼字的時滯相關(guān)度。(3)根據(jù)上述計算結(jié)果,選取使時滯相關(guān)度最小的碼型為判決碼型。

              

             

              圖5 軟件系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)

              通過對DMAC寄存器的設置,可控制DMA的流向、通道和方式,典型的數(shù)據(jù)讀取關(guān)鍵代碼如下:

              

             

              數(shù)據(jù)處理部分的關(guān)鍵函數(shù)包括白化和時滯相關(guān)量計算,數(shù)據(jù)傳遞采用了單維讀入與多維傳遞的方式,即將多天線的數(shù)據(jù)按照天線順序依次讀入,但在DSP內(nèi)部數(shù)據(jù)傳遞時,多根天線的數(shù)據(jù)按照時間順序傳遞,在函數(shù)內(nèi)部手動尋址,即符合算法要求,又加快了數(shù)據(jù)處理的速度。數(shù)據(jù)處理時包括大量的矩陣轉(zhuǎn)置和乘加操作,在計算時優(yōu)化為內(nèi)積計算模式,使用ALU運算塊X和Y,每個周期并行計算時滯矩陣兩列之間的相關(guān)范數(shù),這便節(jié)省了內(nèi)存資源,減少了尋址次數(shù),且加快了計算速度。

              本算法在不同參數(shù)下的Matlab性能仿真如圖6所示,采樣數(shù)據(jù)越長,接收天線數(shù)越多,識別性能也越好。實際測試證明與期望相一致,驗證了設計的合理性和正確性。

              

             

              圖6 算法在不同參數(shù)下的Matlab性能仿真

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