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作(zuo)者︰wy  來(lai)源︰網(wang)絡整理  發布日期(qi)︰2020-02-27 13:47:00

  隨(sui)著(zhou)經(jing)濟(ji)結構框(kuang)架的(de)不斷更新(xin)、研發科技(ji)技(ji)術的(de)不斷改進(jin),這些都給我們的(de)生活帶來(lai)了(liao)巨大(da)的(de)幫(bang)助和便利,我們熱愛著(zhou)這個世界熱愛著(zhou)這個國家,我們願意時時刻刻都為此而付出辛(xin)勤的(de)汗水(shui),今(jin)天本(ben)篇文章給大(da)家帶來(lai)相關嵌入式的(de)分析貼(tie)如(ru)何使用空時編碼算法仿真及其DSP+FPGA實現。

  移動通信是目前通信領(ling)域發展(zhan)最迅速、進(jin)步jie)羈斕de)行業之一,業務(wu)量的(de)增加進(jin)一步促進(jin)移動通信向前發展(zhan),為了(liao)能夠向用戶提供更多的(de)無(wu)線(xian)數據(ju)業務(wu)以及更高的(de)數據(ju)傳輸速率(lv),國際電信聯(lian)盟于(yu)20世紀(ji)90年(nian)代提出了(liao)IMT2000系統,目的(de)為世界各(ge)國的(de)無(wu)線(xian)通信系統制(zhi)定統一的(de)標(biao)準。

  而能提高系統的(de)通信速率(lv),多載波、多址與(yu)多輸入多輸出(MIMO)技(ji)術在該系統中(zhong)得到廣泛的(de)應用。但是由于(yu)無(wu)線(xian)信道(dao)多徑的(de)存在,會產生頻率(lv)選擇(ze)性衰落,會使數據(ju)在高速傳輸過程(cheng)中(zhong)產生碼間串(chuan)擾,所以就產生了(liao)正(zheng)交(jiao)頻分復cong)0FDM)技(ji)術。本(ben)文在分析多輸入多輸出系統的(de)技(ji)術上,對其中(zhong)的(de)空時編碼的(de)Alamouti方案進(jin)行xin)朔掄嫜芯浚  苯岷獻約旱de)工作(zuo)實dao)矢雋liao)其方案的(de)2發1收的(de)DSP+FPGA的(de)硬件實現,從(cong)而驗證了(liao)空時編碼的(de)性能。

  1 空時編、譯碼原理 空時編碼(Space Time Coding)技(ji)術是針對多個發射天線(xian)和多個接收天線(xian)(MTMR)構成的(de)多輸人(ren)多輸出(MIMO)結構而提出的(de)一種技(ji)術,其突出特點是針對空時二維進(jin)行xin) 媳嗦搿D芄幌災岣呶wu)線(xian)信道(dao)中(zhong)的(de)傳輸速率(lv)。圖l是qiang)帳北嗦氳de)一般結構圖。 空時編碼的(de)物理實質在于(yu)︰利用存在于(yu)空域與(yu)時域之間的(de)正(zheng)交(jiao)或(huo)準正(zheng)交(jiao)特性,按照某種設(she)計(ji)準則,把編碼冗余信息盡量均勻地映射到空時二維平面,以減弱無(wu)線(xian)多徑傳播所引起的(de)空間選擇(ze)性衰落的(de)不利影響,從(cong)而實現無(wu)線(xian)信道(dao)中(zhong)高可靠性的(de)高速數據(ju)傳輸。 空時編碼結構上的(de)不同,主要分為空時格(ge)形(xing)碼(STTC)、空時分組碼(STBC)和分層空時碼(BLAST)等。其中(zhong),STBC能夠通過簡單的(de)譯碼算法實現最大(da)可能的(de)分集(ji)優勢,由于(yu)它很簡單,所以非常吸(xi)引人(ren)。 最簡單的(de)空時編碼是由Alamouti于(yu)1998年(nian)首先提出。Alamouti方案是為發射天線(xian)數為2的(de)系統cheng) ┤耆 ?湓 嫻de)第一種空時分組碼。

空時編碼

  2 空時編譯碼的(de)性能仿真 根據(ju)以上Alamouti方案,我們選擇(ze)慢瑞利衰落信道(dao)下(xia)對空時編譯碼進(jin)行仿真試驗和評估。對于(yu)慢的(de)瑞利衰落信道(dao),因此在試驗中(zhong)假定每一根發射天線(xian)到接收天線(xian)的(de)衰落都是相互獨立的(de),並且接收機完全知道(dao)信道(dao)系數,下(xia)圖給出了(liao)使 用QPSK調制(zhi)的(de)Alamouti方案相對于(yu)每根接收天線(xian)信噪(zao)比(SNR)的(de)誤比特率(lv)(BER)性能。對兩種模式下(xia)的(de)STBC性能進(jin)行xin)朔掄妗=jin)行仿真時,假定無(wu)論(lun)發射天線(xian)數多少(shao),它們的(de)發射總功率(lv)相同,並且都歸(gui)一化為1。其仿真結果如(ru)下(xia)圖從(cong)圖中(zhong)的(de)仿真結果顯示來(lai)看,無(wu)論(lun)是Alamouti方案還是其它幾種sTBc方案都提供了(liao)分集(ji)增益,其中(zhong)2發1收的(de)Alamouti方案提供的(de)分集(ji)增益較小,2發2收和4發l收的(de)分集(ji)增益居(ji)中(zhong),2發4收和4發2收sTBc提供的(de)分集(ji)增益較大(da),通過比較2發4收和4發2收兩jiao)跚xian),可以看出它們的(de)斜率(lv)是相同的(de),說明它們提供的(de)分集(ji)增益也是相同的(de),只不過4發2收模式下(xia)每根發射天線(xian)的(de)發射功率(lv)比2發4收模式下(xia)小了(liao)一倍,所以其性能降低了(liao)大(da)約3db,2發2收和4發1收的(de)情況(kuang)也如(ru)此。

  3 空時編碼的(de)DSP+FPGA實現 為了(liao)試驗方便用來(lai)驗證Alamouti方案的(de)原理,我們采用2發l收的(de)最簡單的(de)方式來(lai)驗證,DSP我們采用TMS320C型通用芯片,因此只需(xu)上行空域處理模塊、上下(xia)行數據(ju)交(jiao)換模塊和2個下(xia)行通道(dao)模塊以及1個上行通道(dao)模塊。下(xia)行xin)綽lu)模塊實現空時編碼,下(xia)行xin)綽lu)實現空時譯碼。針對這樣的(de)思想,我們設(she)計(ji)的(de)模塊間接口(kou)如(ru)圖3所示。從(cong)圖中(zhong)可以看出,下(xia)行數據(ju)交(jiao)換要把空域送來(lai)的(de)信源數據(ju)經(jing)過空時編碼後發到兩個下(xia)行通道(dao)模塊中(zhong)去,因此FPGA主要實現模塊間的(de)接口(kou),DSP主要完成空時編碼算法,空時編碼算法是嵌入在數據(ju)交(jiao)換調度的(de)整個過程(cheng)中(zhong)去。而空時編碼主要靠訓練符號(hao)定位算法來(lai)實現。

  DSP從(cong)下(xia)行空域模塊的(de)FIF0中(zhong)進(jin)行一次EDMA讀操(cao)作(zuo),讀進(jin)來(lai)l024個16比特的(de)無(wu)符號(hao)數,把這些數據(ju)存放在數組中(zhong),訓練符號(hao)定位算法執行完後,實dao)噬暇痛cong)接收數據(ju)中(zhong)找到了(liao)sou)盜販hao),因為發射的(de)訓練序列是已知的(de),所以找到訓練符號(hao)後很容(rong)易(yi)解出信道(dao)lang)?湎凳 cong)而完成信道(dao)的(de)估計(ji)。 在具體DSP實現時,我們設(she)計(ji)的(de)OFDM子載波數字為4個,這樣在2發1收模式下(xia),總共8個信道(dao)lang)?湎凳xu)要估計(ji)。 整個編碼和譯碼是通過訓練符號(hao)定位、信道(dao)估計(ji)、最大(da)似然(ran)譯碼、解映射等步驟來(lai)實現的(de)。

  4 小結 空時編碼是多輸人(ren)多輸出系統中(zhong)一個非常重要的(de)技(ji)術,它把編碼冗余信息盡量均勻地映射到空時二維平面,以減弱無(wu)線(xian)多徑傳播所引起的(de)空間選擇(ze)性衰落的(de)不利影響,從(cong)而實現無(wu)線(xian)信道(dao)中(zhong)高可靠性的(de)高速數據(ju)傳輸。通過試驗仿真和硬件實現來(lai)看,空時編碼是一個應用在該系統中(zhong)非常好的(de)技(ji)術。

每天我們都會在此給大(da)家分享和介紹(shao)不同的(de)相關資訊(xun),無(wu)論(lun)是新(xin)鮮出爐的(de)新(xin)聞還是技(ji)術分析含量高的(de)帖子你都會在我們的(de)網(wang)站(zhan)看到它的(de)存在,我們今(jin)天的(de)課程(cheng)是qiang)帳北嗦 惴 掄婕捌SP+FPGA文字較多,所以必須(xu)慢慢理解如(ru)有疑問請咨詢。實現感(gan)謝你們的(de)支持和合作(zuo),我們衷心的(de)感(gan)謝你的(de)時刻關注,我們將(jiang)會誠(cheng)心誠(cheng)意為你帶來(lai)最新(xin)消(xiao)息。

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