《電子技術(shù)應(yīng)用》
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64QAM調(diào)制的DSP實(shí)現(xiàn)
來源：電子技術(shù)應(yīng)用2012年第5期
李校林，劉文文
重慶郵電大學(xué) 重慶市移動通信技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶400065
摘要： 闡述了64QAM調(diào)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(shí)現(xiàn)方案，將調(diào)制星座圖轉(zhuǎn)化為表格，利用查表的形式實(shí)現(xiàn)調(diào)制。針對32 bit寄存器設(shè)計(jì)了大端模式取比特方法，并對程序中最難實(shí)現(xiàn)的除法設(shè)計(jì)了一種快速簡單的實(shí)現(xiàn)方式。星座圖映射證明本方案能夠正確、快速地實(shí)現(xiàn)調(diào)制。
中圖分類號： TN929.5
文獻(xiàn)標(biāo)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(diào)制(QAM)是頻譜利用率很高的一種調(diào)制方式，相比于其他調(diào)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(jī)中有著很強(qiáng)的競爭力。為了適應(yīng)不斷變化的無線信道，LTE采用了多種調(diào)制方式[1]，根據(jù)無線信道質(zhì)量動態(tài)地改變調(diào)制方式，使其傳輸性能最優(yōu)。LTE最高支持64QAM的調(diào)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(diào)制成一個復(fù)值符號，實(shí)部和虛部各由3 bit以相同的方式調(diào)制。本文按照64QAM的原理，設(shè)計(jì)了一種基于DSP的高效實(shí)現(xiàn)方法：將64QAM的8種調(diào)制后的量化幅度以表格形式存儲，采用查表方式調(diào)制；采用大端模式，外循環(huán)一次取96 bit；設(shè)計(jì)了高效的除法實(shí)現(xiàn)程序，用來計(jì)算外循環(huán)的次數(shù)。

    根據(jù)64QAM形成的正交調(diào)幅法，先把待調(diào)制的比特流串并轉(zhuǎn)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(shè)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(fù)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(diǎn)DSP，所以將浮點(diǎn)數(shù)進(jìn)行定點(diǎn)量化后轉(zhuǎn)化為表2存儲，然后每次按照3個比特值計(jì)算偏移地址，進(jìn)行相應(yīng)64QAM的查表編碼。


 



    調(diào)用的主要指令有SHL、SHR、SUB，這種算法不但解決了DSP定點(diǎn)除法難以實(shí)現(xiàn)的問題，而且耗費(fèi)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(yàn)證該實(shí)現(xiàn)的正確性，把調(diào)制后的數(shù)據(jù)從CCS中導(dǎo)出，截取3 600個復(fù)制符號，導(dǎo)入MATLAB進(jìn)行星座圖映射，結(jié)果如圖3所示。

    4個象限共64個星座點(diǎn)，分布均勻，幅值、相位都正確。
    64QAM是載波和相位同時調(diào)制的復(fù)合調(diào)制方式，提高了頻譜利用率，節(jié)約帶寬，在未來通信領(lǐng)域具有一定的發(fā)展前途。本文設(shè)計(jì)的DSP實(shí)現(xiàn)方案，利用查表方式，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度更低，更加靈活。其中大端模式的取比特的設(shè)計(jì)方法以及結(jié)合相關(guān)匯編指令設(shè)計(jì)的除法模塊，大大縮減了程序運(yùn)行的周期，最后的星座圖映射證明64QAM的DSP實(shí)現(xiàn)的最終結(jié)果是正確的，可以應(yīng)用于工程。
參考文獻(xiàn)
[1] 曾召華.LTE基礎(chǔ)原理與關(guān)鍵技術(shù)[M].西安：西安電子科技大學(xué)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(xué)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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