摘 要：先分析了8PSK 的軟解調原理，針對最優(yōu)的對數(shù)似然比（LLR）運算復雜度較高的特點，選用了相對簡化的最大值（MAX）算法作為可編程邏輯門陣列（FGPA）硬件平臺實現(xiàn)方案。隨后，通過QUARTUS II 仿真平臺對8PSK 軟解調器進行了硬件描述語言（VHDL）的設計實現(xiàn)和功能仿真，并通過與LDPC 譯碼模塊級聯(lián)在Altera 公司的STratix II 系列FPGA 芯片上完成最終測試。通過與MATLAB 仿真結果進行比較，驗證上述簡化8PSK 軟解調器設計的正確性和可行性。

　　0 引言

　　隨著衛(wèi)星通信服務業(yè)的發(fā)展，人們對服務質量的要求越來越高。2003 年，衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播（DVB-S2）系統(tǒng)采用了高效的低密度奇偶校驗碼（LDPC），提高了大約30%的帶寬效率。眾所周知，衛(wèi)星通信系統(tǒng)中常用LDPC 與BCH 級聯(lián)的前向糾錯編碼來獲得較高的性能，為了達到這種性能要求，接收信號在解調部分需要使用軟解調，因此在高階調制系統(tǒng)（例如8PSK）中，需要一種合適的，簡單易實現(xiàn)的軟解調技術來對接收信號進行解映射。在傳統(tǒng)的無線通信系統(tǒng)設計中，對數(shù)似然比（LLR）算法作為性能最優(yōu)算法常被用于軟判決技術中，然而由于該算法的復雜度過高，涉及到多次對數(shù)與指數(shù)運算，不適合于硬件實現(xiàn)，因此，很多簡化軟判算法相繼出現(xiàn)。其中最大值（MAX）算法在LLR 算法的基礎上簡化了指數(shù)和對數(shù)運算，其硬件實現(xiàn)復雜度與LLR 相比大大降低，同時相比LLR 算法性能損失較小。因此，在通信系統(tǒng)硬件設計中，通常選用MAX 算法作為一種合適的軟解調算法對接收信號進行軟解調。

　　這里首先分析了8PSK 軟解調算法的復雜度以及MAX算法的基本原理，并在Altera 公司的Stratix II 系列FPGA芯片上實現(xiàn)了此軟解調硬件模塊，同時與LDPC 譯碼模塊進行了聯(lián)合驗證。通過軟硬件驗證和分析表明，此設計在運算復雜度、吞吐量、最終誤碼性能上取得很好的折中。

　　1 8PSK 軟解調原理

　　8PSK 的調制星座圖如圖1 所示，每個符號代表三個比特， 式（1）表示經(jīng)過高斯白噪聲信道后接收信號的概率密度函數(shù)，式（2）描述了星座圖上每個星座點的值，Si 代表該星座圖上1 到8 個星座點。

圖1 8PSK 調制星座