《電子技術應用》
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64QAM調制的DSP實現(xiàn)
來源：電子技術應用2012年第5期
李校林，劉文文
重慶郵電大學 重慶市移動通信技術重點實驗室，重慶400065
摘要： 闡述了64QAM調制的基本原理，針對TI公司生產(chǎn)的TMS320C6455芯片的特性提出了一種高效的實現(xiàn)方案，將調制星座圖轉化為表格，利用查表的形式實現(xiàn)調制。針對32 bit寄存器設計了大端模式取比特方法，并對程序中最難實現(xiàn)的除法設計了一種快速簡單的實現(xiàn)方式。星座圖映射證明本方案能夠正確、快速地實現(xiàn)調制。
中圖分類號： TN929.5
文獻標識碼： A
文章編號： 0258-7998(2012)05-0043-03
DSP realization of 64QAM modulation
Li Xiaolin，Liu Wenwen
Chongqing Key Lab of Mobile Communications, Chongqing University of Posts and Telecommunications, Chongqing 400065，China
Abstract： This paper firstly describes the basic principle of 64QAM modulation，then according to the characterristics of TMS320C6455 chip that produced by TI company, an efficient implementation scheme is proposed. Modulation is implemented using look-up table. For 32-bit registers ,this paper designes a method of big endian mode to take bits. For division， the most difficult to achieve in the program, a quickly and simple scheme is designed. The program can quickly achieve the correct modulation.
Key words : look-up table；big endian mode；DSP realization

    正交振幅調制(QAM)是頻譜利用率很高的一種調制方式，相比于其他調制方式，具有更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，在未來通信面臨的頻譜危機中有著很強的競爭力。為了適應不斷變化的無線信道，LTE采用了多種調制方式[1]，根據(jù)無線信道質量動態(tài)地改變調制方式，使其傳輸性能最優(yōu)。LTE最高支持64QAM的調制方式，大大提高了數(shù)據(jù)的傳輸效率。

    64QAM將6個硬比特調制成一個復值符號，實部和虛部各由3 bit以相同的方式調制。本文按照64QAM的原理，設計了一種基于DSP的高效實現(xiàn)方法：將64QAM的8種調制后的量化幅度以表格形式存儲，采用查表方式調制；采用大端模式，外循環(huán)一次取96 bit；設計了高效的除法實現(xiàn)程序，用來計算外循環(huán)的次數(shù)。

    根據(jù)64QAM形成的正交調幅法，先把待調制的比特流串并轉換成I路和Q路比特流，串并的方法是：偶數(shù)位置的比特提取出來放在I路，奇數(shù)位置的比特放在Q路(這里假設第一個比特的位置序號是0)，根據(jù)表1編碼，然后I路和Q路數(shù)據(jù)組合成復值符號。
    本文選用TMS320C64系列作為開發(fā)使用的DSP芯片，該芯片屬于高速定點DSP，所以將浮點數(shù)進行定點量化后轉化為表2存儲，然后每次按照3個比特值計算偏移地址，進行相應64QAM的查表編碼。


 



    調用的主要指令有SHL、SHR、SUB，這種算法不但解決了DSP定點除法難以實現(xiàn)的問題，而且耗費時間也比較少，在不用并行流水線的情況下大約要150 cycle，使用并行流水更能節(jié)省時間。
3.4 星座圖映射
    為了驗證該實現(xiàn)的正確性，把調制后的數(shù)據(jù)從CCS中導出，截取3 600個復制符號，導入MATLAB進行星座圖映射，結果如圖3所示。

    4個象限共64個星座點，分布均勻，幅值、相位都正確。
    64QAM是載波和相位同時調制的復合調制方式，提高了頻譜利用率，節(jié)約帶寬，在未來通信領域具有一定的發(fā)展前途。本文設計的DSP實現(xiàn)方案，利用查表方式，實現(xiàn)復雜度更低，更加靈活。其中大端模式的取比特的設計方法以及結合相關匯編指令設計的除法模塊，大大縮減了程序運行的周期，最后的星座圖映射證明64QAM的DSP實現(xiàn)的最終結果是正確的，可以應用于工程。
參考文獻
[1] 曾召華.LTE基礎原理與關鍵技術[M].西安：西安電子科技大學出版社，2010.
[2] 曹志剛，錢亞生.現(xiàn)代通信原理[M].北京：清華大學出版社，1992.
[3] 3GPP.TS 36.211 v9.0.0 Evolved universal terrestrial Radio access(E-UTRA) Physical Channels and Modulation (release 9)[S].s.l.：3GPP，2009.
[4] TMS320C64x/C64x+ DSP CPU and Instruction set reference guide[S].Texas Instruments Corporation.2008.

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