基于NI技術的OFDM發射接收系統的設計

　 基帶處理算法的設計與實現

　　基帶處理算法的實現

　　是基于LabWndows/CVI8.5的軟件平臺，它是一個交互式開發平臺，集成了標準C的編譯、鏈接、調試等，并且采用簡單直觀的用戶界面設計，用戶只需在函數面板上直接輸入參數，就會以事件驅動回調函數的方式運行整個程序，并可以將數據以圖形的形式在界面上顯示，提高了整個工程的運行效率。圖2為本系統發端和收端的應用界面。

圖2 OFDM發、收系統界面

　　對于單線程系統，一般分為數據的采集模塊、分析處理模塊、顯示存儲模塊。這三個模塊在時間上是順序執行的，即后一個模塊需等待前一個模塊數據的到來時才開始工作。然而本系統對實時性要求比較高，比如在收端，USB聲卡的播放需要收端的音頻譯碼模塊在400ms內處理完一幀，才能及時提供給USB聲卡樣點連續地播放聲音，這就需要音頻譯碼模塊前的所有基帶處理部分需要在400ms內完成一個物理幀到音頻幀的解調。同樣在發端，USB聲卡每秒采集19200個樣點給音頻編碼模塊進行編碼，每400ms輸出一音頻編碼幀，FEC、映射及OFDM成幀等模塊也必須在400ms內處理完成，否則會出現丟幀和覆蓋的現象?？梢钥隙ǎ脝尉€程這種順序化的執行方式效率很低，每個模塊都要等待前一個模塊的數據，對于實時性要求較高和復雜性較高的系統不適用。

　　本系統使用的是多線程技術，可以將處理模塊拆分成多個線程，使多個線程并行運行，只要保證每個線程的運行時間小于音頻處理模塊，系統就會正常工作。其中發端算法用3個線程完成音頻編碼，FEC、映射、OFDM成幀等處理，并將OFDM數據寫到板卡RAM中。收端算法用6個線程完成從板卡RAM中讀取 OFDM基帶數據、同步、均衡、FFT、解映射、解FEC等處理，最后由音頻譯碼模塊將音頻幀送給USB聲卡進行播放。

　　為了保證線程間數據傳遞有序進行，CVI還提供了事件通知、安全隊列、線程優先級等函數，保證線程間的同步和數據的傳遞。本系統使用的是全局BUFFER和安全隊列回調函數方式使兩個線程間獲得同步。即兩個線程間共享一個BUFFER和安全隊列，前一個線程將每次計算得到的數據寫到BUFFER中，并產生一標志位 FLAG，寫入安全隊列，后一線程捕捉到安全隊列中的FLAG，判斷是否滿足回調函數的條件，滿足則啟動該線程，并將BUFFER中的數據讀出，不滿足則繼續捕捉FLAG。通過對安全隊列中FLAG的讀寫，控制線程啟動的時間，使得兩線程對數據的讀寫達到平衡。程序中控制流程如圖3所示。圖4為由 PXI5671輸出到頻譜儀E4440A的OFDM頻譜。