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作者︰wy  來源(yuan)︰網絡整理  發布日期︰2020-03-31 09:37:00

  隨著經濟(ji)結構框架的不斷更新(xin)、研發科技技術(shu)的不斷改進(jin),這些(xie)都給我們的生(sheng)活帶來了巨(ju)大的幫(bang)助和便利,我們熱愛(ai)著這個世界熱愛(ai)著這個國家,我們願意時時刻刻都為此而付出辛(xin)勤的汗水,今天本(ben)篇文章(zhang)給大家帶來相關(guan)嵌入(ru)式的分(fen)析貼如何(he)使用(yong)空時編碼算法(fa)仿真及其DSP+FPGA實現。

  移動(dong)通信(xin)是(shi)目前(qian)通信(xin)領域發展最迅速、進(jin)步最快的行(xing)業之一,業務量(liang)的nao)黽詠jin)一步促進(jin)移動(dong)通信(xin)向前(qian)發展,為了能夠(gou)向用(yong)戶提供更多的無(wu)線數據業務以及更高的數據傳(chuan)輸(shu)速率,國際電(dian)信(xin)聯盟于20世紀90年(nian)代(dai)提出了IMT2000系di)常 康奈 瀾綹鞁奈wu)線通信(xin)系di)持貧ㄍ騁壞謀曜肌p>  而能提高系di)車耐ㄐxin)速率,多載波(bo)、多址與多輸(shu)入(ru)多輸(shu)出(MIMO)技術(shu)在該系di)持械玫焦guang)泛(fan)的應(ying)用(yong)。但是(shi)由于無(wu)線信(xin)道多徑的存在,會產生(sheng)頻率選擇(ze)性(xing)衰落,會使數據在高速傳(chuan)輸(shu)過程中產生(sheng)碼間串擾,所(suo)以就產生(sheng)了正交頻分(fen)復用(yong)(0FDM)技術(shu)。本(ben)文nao)詵fen)析多輸(shu)入(ru)多輸(shu)出系di)車募際shu)上,對yun)渲械目帳北嗦氳lamouti方案進(jin)行(xing)xin)朔掄嫜芯jiu),同時結合自己(ji)的工作實際給出了其方案的2發1收的DSP+FPGA的硬件實現,從而驗證了空時編碼的性(xing)yue)塴/p>

  1 空時編、譯碼原理 空時編碼(Space Time Coding)技術(shu)是(shi)針對多個發射(she)天線和多個接收天線(MTMR)構成(cheng)的多輸(shu)人多輸(shu)出(MIMO)結構而提出的一種技術(shu),其突(tu)出特點(dian)是(shi)針對空時二維進(jin)行(xing)xin) 媳嗦搿D芄gou)顯著(zhu)提高無(wu)線信(xin)道中的傳(chuan)輸(shu)速率。圖l是(shi)空時編碼的一般(ban)結構圖。 空時編碼的物理實質在于︰利用(yong)存在于空域與時域之間的正交huan)蜃頰惶匭xing),按照某種設計(ji)準則,把編碼冗余信(xin)息盡量(liang)均勻地映cheng)淶嬌帳倍 矯mian),以減弱無(wu)線多徑dong)chuan)播(bo)所(suo)引起的空間選擇(ze)性(xing)衰落的不利影響,從而實現無(wu)線信(xin)道中高可靠性(xing)的高速數據傳(chuan)輸(shu)。 空時編碼結構上的不同,主要(yao)分(fen)為空時格形碼(STTC)、空時分(fen)組碼(STBC)和分(fen)層(ceng)空時碼(BLAST)等。其中,STBC能夠(gou)通過簡單(dan)的譯碼算法(fa)實現最大可能的分(fen)集優勢,由于它(ta)很簡單(dan),所(suo)以非常吸引人。 最簡單(dan)的空時編碼是(shi)由Alamouti于1998年(nian)首先提出。Alamouti方案是(shi)為發射(she)天線數為2的系di)程 ┤耆 ?she)增益的第(di)一種空時分(fen)組碼。

空時編碼

  2 空時編譯碼的性(xing)yue)芊掄根據以上Alamouti方案,我們選擇(ze)慢(man)瑞利衰落信(xin)道下(xia)對空時編譯碼進(jin)行(xing)仿真試驗和評估。對于慢(man)的瑞利衰落信(xin)道,因此在試驗中假定每一根發射(she)天線到接收天線的衰落都是(shi)相互(hu)獨立的mo) ?醫郵棧ji)完全知道信(xin)道系數,下(xia)圖給出了使 用(yong)QPSK調(diao)制的Alamouti方案相對于每根接收天線信(xin)噪比(SNR)的誤比特率(BER)性(xing)yue)塴6粵街幟mo)式下(xia)的STBC性(xing)yue)芙jin)行(xing)xin)朔掄妗=jin)行(xing)仿真時,假定無(wu)論(lun)發射(she)天線數多少,它(ta)們的發射(she)總功率相同,並且都歸一huan) 。其仿真結果如下(xia)圖從圖中的仿真結果顯示來看(kan),無(wu)論(lun)是(shi)Alamouti方案還是(shi)其它(ta)幾種sTBc方案都提供了分(fen)集增益,其中2發1收的Alamouti方案提供的分(fen)集增益較小(xiao),2發2收和4發l收的分(fen)集增益居中,2發4收和4發2收sTBc提供的分(fen)集增益較大,通過比較2發4收和4發2收兩條曲線,可以看(kan)出它(ta)們的斜率是(shi)相同的mo) 得魎ta)們提供的分(fen)集增益也是(shi)相同的mo) 徊還發2收模(mo)式下(xia)每根發射(she)天線的發射(she)功率比2發4收模(mo)式下(xia)小(xiao)了一倍,所(suo)以yun)湫xing)yue)芙檔di)了大約3db,2發2收和4發1收的情況也如此。

  3 空時編碼的DSP+FPGA實現 為了試驗方便用(yong)來驗證Alamouti方案的nao) 恚 頤遣捎yong)2發l收的最簡單(dan)的方式來驗證,DSP我們采用(yong)TMS320C型通用(yong)芯片,因此只需上行(xing)空域處(chu)理模(mo)塊、上下(xia)行(xing)數據交huan)荒mo)塊和2個下(xia)行(xing)通道模(mo)塊以及1個上行(xing)通道模(mo)塊。下(xia)行(xing)xin)綽紡mo)塊實現空時編碼,下(xia)行(xing)xin)綽肥迪摯帳幣 搿U?哉庋乃si)想,我們qiao)杓ji)的模(mo)塊間接口(kou)如圖3所(suo)示。從圖中可以看(kan)出,下(xia)行(xing)數據交huan)灰yao)把空域送來的信(xin)源(yuan)數據經過空時編碼後發到兩個下(xia)行(xing)通道模(mo)塊中去,因此FPGA主要(yao)實現模(mo)塊間的接口(kou),DSP主要(yao)完成(cheng)空時編碼算法(fa),空時編碼算法(fa)是(shi)嵌入(ru)在數據交huan)壞diao)度的整個過程中去。而空時編碼主要(yao)靠訓練符號定位算法(fa)來實現。

  DSP從下(xia)行(xing)空域模(mo)塊的FIF0中進(jin)行(xing)一次EDMA讀操作,讀進(jin)來l024個16比特的無(wu)符號數,把這些(xie)數據存放在數組中,訓練符號定位算法(fa)執行(xing)完後,實際上就從接收數據中找到了訓練符號,因為發射(she)的訓練序列(lie)是(shi)已(yi)知的mo) suo)以找到訓練符號後很容(rong)易解出信(xin)道衰落系數,從而完成(cheng)信(xin)道的估計(ji)。 在具體(ti)DSP實現時,我們qiao)杓ji)的OFDM子載波(bo)數字為4個,這樣在2發1收模(mo)式下(xia),總共(gong)8個信(xin)道衰落系數需要(yao)估計(ji)。 整個編碼和譯碼是(shi)通過訓練符號定位、信(xin)道估計(ji)、最大似然譯碼、解映cheng)淶炔街櫪詞迪值摹/p>

  4 小(xiao)結 空時編碼是(shi)多輸(shu)人多輸(shu)出系di)持幸桓齜淺Vzhong)要(yao)的技術(shu),它(ta)把編碼冗余信(xin)息盡量(liang)均勻地映cheng)淶嬌帳倍 矯mian),以減弱無(wu)線多徑dong)chuan)播(bo)所(suo)引起的空間選擇(ze)性(xing)衰落的不利影響,從而實現無(wu)線信(xin)道中高可靠性(xing)的高速數據傳(chuan)輸(shu)。通過試驗仿真和硬件實現來看(kan),空時編碼是(shi)一個應(ying)用(yong)在該系di)持蟹淺︰玫募際shu)。

每天我們都會在此給大家分(fen)享和介紹(shao)不同的相關(guan)資訊(xun),無(wu)論(lun)是(shi)新(xin)鮮出爐的新(xin)聞還是(shi)技術(shu)分(fen)析含量(liang)高的帖(tie)子你都會在我們的網站jiu)吹剿ta)的存在,我們今天的課程是(shi)空時編碼算法(fa)仿真及其DSP+FPGA文字較多,所(suo)以必須慢(man)慢(man)理解如有疑問shi)胱裳 J迪指行(xing)荒忝塹鬧?趾禿獻鰨 頤侵孕牡母行(xing)荒愕氖笨坦guan)注,我們將會誠(cheng)心誠(cheng)意為你帶來最新(xin)消息。

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