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回溯 当接收完一帧数据后,添加?尾比特强迫网格图的最后一个状态为0状态,回溯就是从最后一个状态〔0状态〕开始,反向追踪最大似然路径,完成原始数据的译码。 该步中具体实现技巧:按常规,新状态的总的路径值是老状态的总的路径值〔L比特〕左移一位后加上当前一步路径值,这就需要先读出L比特数据,做一次移位操作,再写入L比特数据,这样假设单纯用DSP编程来实现,那么很消耗内存。在我们所设计的测试平台中,设法将该步用硬件来实现。这样,在整个平台的设计中,我们利用了ARM存储数据的特点。对RAM的读写比特数为2L。由于RAM的功耗正比于单位时间内的读写比特数,我们设法减少每一次路径更新所需的读写比特数。研究译码路径中各状态转移可以发现,路径信息已经隐含在状态信息中,因此没有必要保存这一步路径信息,而是要保存真正的“转移〞信息,即经过“加比选〞选出的新状态是由哪一个老状态转移来的。有了这种“转移〞信息就不难逐步回溯到前L步,作出译码输出判决。规定:如果新状态0AK-2AK-3…A2A1是由老状态AK-2AK-3…A2A10转移来的〔经过了“加比选〞运算〕,那么路径转移为“0〞:如果是由老状态AK-2AK-3…A2A11转移来的,那么路径转移为“1〞;如果新状态1AK-2AK-3…A2A1是由老状态AK-2AK-3…A2A10转移来的,那么路径转移为“0〞;如果是由老状态AK-2AK-3…A2A11转移来的,那么路径转移为“1〞。根据这个规定,每一步各状态的路径转移值唯一确定了前一步的各对应的状态,从而可以方便地进行路径保存与回溯,更重要的是,每个状态路径的更新只需写1个比特路径。 Viterbi译码的DSP实现流程图 根据Viterbi译码算法和TMS320C55XDSP芯片的特点,我们设计出了适合汇编语言编程的流程图。通过2步中的优化算法考虑,我们设计出了译码流程图如图2所示:图中R表示编码效率,可取的值为1/2,1/3。图2 DSP实现流程图 译码关键步骤中的DSP程序实现 译码中最关键的局部就是加比选单元〔ACSU〕的工作。在C55xDSP中,可以应用指令ADDSUB,SUBADD和MAXDIFF来完成各个状态路径度量值的累加,比较和选择工作。在一个蝶形循环内,为了方便调用,可以定义两个宏p0,p1。 ACSU的DSP程序如下: 该实现中我们使用了并行处理命令||MOVAC2,*AR7+,*AR6。每一条并行命令节省一个机器周期。这样总程序运行时间就会缩短很多。在存储器的使用方面我们考虑到存储空间的有效利用,及时释放掉所占用的不必要内存。这样在整个内存分配上减少了不必要的存储冗余。从而使得整个程序运行效率更高,运算速度更快。 S〔poserStudio〕简介[3,4] C55x是德州仪器公司〔TI〕新一代定点DSPC5000系列的代表。它对C54x的体系结构进行了改进和增强,源代码与C54x完全兼容,目前版本的C55x工作频率可达160MHz左右。C55x最显著特点是超低功耗,可以预见它有广阔的应用前景。从CPU体系结构方面来看,C55x具有以下主要特点:①32×16bit指令缓冲队列;②双MAC和双AIU单元;③4个40位累加器;④数据与地址总线多达12条{⑤灵巧的节能配置。增强的结构设计使得C55x具有并行执行功能,这一强大功能可大大节省程序执行周期,尤其对于一些运算密集的应用效果更明显。在实现维特比算法这一特定应用方面,C55x有精心的设计:它扩增了专门用于VA的指令maxdif,使得计算每个蝶形图单元的所需时钟周期仅为3个〔C54x需4周期〕,同时兼顾到SOVA算法的要求,这种改进是令人鼓舞的}转移存放器增加到2个,分别为TRN0和TRN1,简化了维特比算法中回溯的实现暂存器Tx多达4个,可减少分支路径度量的搬运存储。 〔poserStudio〕是一种针对标准TMS320调试接口的集成开发环境〔IDE〕。由TI公司于1999年推出。它提供了环境配置、源文件编辑、程序调试、跟踪和分析等工具,可以帮助用户在一个软件环境下完成编辑、编译链接、调试和数据分析等工作。S只适用于一种系列的DSP芯片。S所具有的强大数据分析功能,我们能通过各种方式来分析,检验系统的性能。 S下译码DSP实现图形[4] CCS提供了几种分析工具,其中图形显示功能是最直观的一种,其可以提供的图形显示包括时频分析、星座图、眼图和图像显示。各图形显示所采用的工作原理根本相同,即采用双缓冲区〔采集缓冲区和显示缓冲区〕分别存储和显示图形。采集缓冲区存在于实际或方针目标板,包含用户需要显示的数据区。显示缓冲区存在于主机内存中,内容为采集缓冲区的拷贝。 图3是时频图中的双曲线图〔DualTime〕,该图形是对显示缓冲区中的数据不加处理,直接画出显示缓冲区中数据的幅度—时间曲线。图中虚线构成的曲线是卷积编码输入数据的时频图,实线构成的曲线是Viterbi译码输出数据的时频图。图3 Viterbi译码输出与卷积编码输入时频图 5、结论 以前Viterbi译码算法对于大数据量的译码存在局限性,本文利用软件与硬件结合使用来来消除这一限制。通过原位运算、保存转移、循环存取等优化手段,我们将存储器的容量减到最小,将整体功耗降到最低,通过验证编码输入与译码输出图形,我们可以容易地得到译码效率,S开发环境可以很好地得到编码输入和译码输出数据比较图形。通过硬件方针可以知道,该译码效果非常好,它适用于大数据量传输的3G系统中。很好地解决了接收链路中的瓶颈问题。我们所设计出的该测试平台是针对TD-SCDMA系统的。由于设计中跟TD-SCDMA手机中译码过程相对照,我们可以有效防止因测试系统与应用系统不相对应而造成的麻烦。 参考文献 1 . 2 3 :清华大学出版社. 4 . 5 -SCDMA第三代移动通信系统、信令及实现[M]北京:人民邮电出版社,-112.