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

　　系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，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(jìn)入到預(yù)白化處理，此時(shí)FLAG PIN1至低電平，依據(jù)算法，對(duì)白化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)滯相關(guān)分析，并利用碼字表判決響應(yīng)碼型時(shí)，并分別拉低FLAG PIN2和FLAG PIN3.

　　該種方法配置靈活、軟件簡(jiǎn)單，系統(tǒng)采用4個(gè)FLAGPIN來(lái)布置顯示，DSP擁有足夠的IO接口使用，在設(shè)計(jì)時(shí)充分利用了硬件資源，同時(shí)利用DMA中斷，有效提高了CPU的效率，也實(shí)現(xiàn)了資源的共享和并行處理，同時(shí)還在芯片運(yùn)算過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并定位處理。

　　2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　2.1空時(shí)編碼盲識(shí)別原理

　　STBC通過(guò)在時(shí)間與空間進(jìn)行聯(lián)合編碼達(dá)到提高系統(tǒng)傳輸性能的目的，因此在不同時(shí)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(shí)編碼之間的相關(guān)度并不同，因此可利用該相關(guān)度來(lái)區(qū)分不同的碼型，從而將空時(shí)編碼的模式識(shí)別出來(lái)。

　　2.2空時(shí)編碼盲識(shí)別方法

　　(1)預(yù)白化。預(yù)白化的目的是去除信道對(duì)接收信號(hào)相關(guān)性的影響。白化矩陣W通過(guò)對(duì)分時(shí)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(shí)滯相關(guān)度。利用接收信號(hào)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(shí)滯相關(guān)范數(shù)

　　空時(shí)編碼矩陣的理論時(shí)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(lái)表征。

　　由此得出計(jì)算空時(shí)編碼的時(shí)滯相關(guān)矩陣R(τ)

　　其中，空時(shí)編碼矩陣的每一列代表不同的發(fā)射時(shí)刻，A(u)是碼型A編碼矩陣的第u列，l為碼型分組長(zhǎng)度。已預(yù)白化后的接收信號(hào)矩陣與發(fā)送端編碼矩陣，在時(shí)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(hào)與候選碼集中每一種空時(shí)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)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(dòng)、配置系統(tǒng)寄存器、設(shè)置全局變量和開(kāi)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(duì)ADC采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理：(1)預(yù)白化，去除新到對(duì)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(shí)滯相關(guān)度。(3)根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，選取使時(shí)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(guò)對(duì)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(shí)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(shí)，多根天線的數(shù)據(jù)按照時(shí)間順序傳遞，在函數(shù)內(nèi)部手動(dòng)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(shí)包括大量的矩陣轉(zhuǎn)置和乘加操作，在計(jì)算時(shí)優(yōu)化為內(nèi)積計(jì)算模式，使用ALU運(yùn)算塊X和Y，每個(gè)周期并行計(jì)算時(shí)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(zhǎng)，接收天線數(shù)越多，識(shí)別性能也越好。實(shí)際測(cè)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。

　　圖6 算法在不同參數(shù)下的Matlab性能仿真