匹配濾波 - 新型的無線接入點OpenBTS介紹及其改進和優(yōu)化

匹配濾波過程中進行了降采樣，并保證每采樣點的SNR最大。
（3）解旋轉(zhuǎn)
由于在發(fā)送端進行了GMSK調(diào)制和差分編碼，所以接收端需要對相位進行反轉(zhuǎn)，即：

（4）參數(shù)計算
如果將信道、匹配濾波、解旋轉(zhuǎn)看成一個系統(tǒng)，S參數(shù)就是對這個系統(tǒng)沖擊響應(yīng)的估計，記為S p (l )。它是后續(xù)步驟的準備，定義如下：
? ??

5?維特比均衡算法的SSE優(yōu)化

單指令多數(shù)據(jù)流（SIMD）是一種計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)對不同的多組數(shù)據(jù)采用相同的計算指令，比較適合并行算法的實現(xiàn)，在信號處理中運用廣泛。SSE是Intel發(fā)布的對SIMD指令流的擴展指令，包含單指令多數(shù)據(jù)整數(shù)運算、浮點運算和高速緩存控制指令。它充分體現(xiàn)了并行運算的優(yōu)勢，具備精度高和響應(yīng)速度快的優(yōu)點。

一個SSE寄存器有128比特，可以同時進行4個32比特單精度浮點數(shù)的運算，大大提高了運算效率。由于改進后算法中匹配濾波、維特比均衡和干擾消除三個步驟占整個程序70%以上的時間消耗，因此優(yōu)化主要對這三個函數(shù)展開。

筆者運用SSE指令集對改進均衡算法中的復(fù)數(shù)乘法、卷積運算、相關(guān)運算、路徑度量計算等進行了大量優(yōu)化，表2是取N ch =5時優(yōu)化前后程序耗費時間的對比：

程序運行在主頻為1.6G的CPU上。由統(tǒng)計結(jié)果可知，優(yōu)化后算法效率是優(yōu)化前的3.2倍。一個NB的時間是0.577ms，優(yōu)化后的處理時間是0.053ms，算法優(yōu)化后不僅系統(tǒng)性能大大提高，而且能夠保證實時性要求。

6?結(jié)束語

OpenBTS系統(tǒng)嘗試用軟件無線電來降低基站規(guī)模和成本，并用Asterisk來實現(xiàn)軟交換，改變了現(xiàn)有的無線接入網(wǎng)的架構(gòu)，為改進現(xiàn)有基站提供了一種新思路。本文改進了OpenBTS物理層均衡算法，大幅提高了系統(tǒng)性能，并用SSE并行處理對算法進行優(yōu)化從而保證了系統(tǒng)實時性。在未來OpenBTS還可以有新的改進，比如如何增加其容量，如何用通用處理器池來增加其信號處理能力，用更新的EAGE、GPRS來取代GSM以獲得更多優(yōu)勢等。

參考文獻

[1]黃宇紅. C-RAN無線接入網(wǎng)綠色演進白皮書[R].北京:中國移動通信研究院,2010.
[2]Meggelen J V, Madsen L. Asterisk-the future of telephone(secondedition)[M]. O'Reilly Media, Inc:2007.8: 3-8.
[3]David A Burgess, Harvind S Samra. The OpenBTS Project[EB/OL].[2008-8]
[4]3GPP TS 05.01. Physical layer on the radio path Generaldescription[S].
[5]3GPP TS 04.05 V8.0.2. DataLink(DL) layer; Generalaspects[S]. 2002.5.
[6]3GPP TS 04.08 V7.21.0. Mobileradio interface layer3 specification[S]. 2003.12.
[7]孔德廷,伍守豪,等. 維特比均衡算法[J]. 通信技術(shù),2010,43(9): 27-29.
[8]Recommendation ITU-R M.1225. GuidelinesforEvaluation of Radio Transmission Technologies for IMT-2000(Question ITU-R39/8)[S]. 1997.?