基于FPGA盲均衡器的研究

来源 :大连海事大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:swxylq
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在无线通信系统中,信号在传输过程中由于多径效应和信道特性的不完善,不可避免的会产生码间干扰。为了得到原有的信源信号,需要在接收端增加一个均衡器来消除码间干扰,补偿信道的非理想特性。盲均衡器由于不需要借助训练序列,仅仅利用接收序列本身的统计特性即可对信道特性进行均衡,消除码间干扰,成为近几年来通信领域研究的广泛课题。盲均衡的计算复杂度小,具有良好的性能,因此此项技术在数字通信、无线通信、图像处理和雷达等领域获得了广泛的应用。本文首先分析了移动通信系统中无线信道的衰落特性和码间干扰产生的原因,接着介绍了均衡技术,进而对基于Bussgang性质的几种常见的盲均衡算法进行了分析,重点对恒模算法进行了MATLAB仿真,研究了其在不同信道、不同均衡阶数、不同信噪比、不同步长条件下和信道突变情况下的收敛速度和收敛误差。其次,介绍了FPGA的设计流程,在ISE9.2软件环境下,用Verilog HDL语言采用自顶向下的数字系统设计方法实现了恒模算法的盲均衡系统,详细介绍了系统的总体结构框图,对总体模块进行了功能介绍,给出了滤波器模块、判决模块、误差模块和系数更新模块四个分模块的结构框图和具体设计。最后首先用了ModelSim SE6.0测试软件对设计的盲均衡系统进行了仿真验证,然后在XUP Xilinx Virtex-Ⅱ Pro开发板上对均衡器进行仿真测试,在示波器上显示出输出波形。均衡器判决输出的波形和原始信源波形作比较,可以看出只在均衡初期有误码,后面就和原始信源完全相同了通过仿真结果可以看出,用ModelSim SE6.0软件仿真的波形和示波器显示的波形是一致的,同时验证了设计的均衡系统的正确性。在信道突变情况下仍然能达到均衡,说明设计的系统有跟踪信道的能力。这些充分证明了盲均衡器在误码率、收敛速度、信道跟踪能力等方面均有较好的性能。
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