一種基于DSP的MIMO系統(tǒng)空時編碼盲識別方法

　　2.2 空時編碼盲識別方法

　　(1)預(yù)白化。預(yù)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(jì)算時滯相關(guān)度。利用接收信號預(yù)白化后得到的解相關(guān)矩陣Y，依據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)公式計(jì)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(yīng)用與式(1)相同的形式，可將編碼矩陣不同的列進(jìn)行矩陣乘加運(yùn)算，并取F范數(shù)來表征。

　　由此得出計(jì)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(yù)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(jì)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(shè)計(jì)

　　軟件系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，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(shè)置全局變量和開啟中斷控制等。當(dāng)ADC模塊將采樣數(shù)據(jù)全部寫入SDRAM后，CPLD通知DSP觸發(fā)DMA中斷1，將SDRAM中的數(shù)據(jù)讀入DSP，讀取結(jié)束后DMA觸發(fā)中斷2，并對ADC采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理：(1)預(yù)白化，去除新到對采樣數(shù)據(jù)相關(guān)性的影響。(2)計(jì)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(jì)算結(jié)果，選取使時滯相關(guān)度最小的碼型為判決碼型。

　　通過對DMAC寄存器的設(shè)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(jì)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(jì)算時優(yōu)化為內(nèi)積計(jì)算模式，使用ALU運(yùn)算塊X和Y，每個周期并行計(jì)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(jì)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(shí)際測試證明與期望相一致，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的合理性和正確性。

　　3 結(jié)束語

　　DSP芯片具有的特殊軟硬件結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)，使其能高速處理各種數(shù)字信號處理算法。基于此設(shè)計(jì)的空時編碼盲識別方法具有速度快、精度高的特點(diǎn)。同時該系統(tǒng)依靠簡潔的外部硬件電路設(shè)計(jì)和合理的軟件程序設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)對常用空時編碼模式的正確識別。且該系統(tǒng)的可擴(kuò)展性良好，當(dāng)需要識別最新的空時編碼時，只需將其放入編碼方式候選集中，為其分配顯示接口即可，而無需過多更改硬件設(shè)置及軟件程序。