基于FPGA的盲均衡器设计与实现

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在高速数字无线通信中,广泛采用均衡技术来改善不理想的信道传输特性。盲均衡技术无需借助训练序列,可获得有效的带宽利用率,因而引起广泛研究。随着现场可编程门阵列(Field Programmable Gates Array, FPGA)集成度、功能和可靠性的提高以及由其硬件并行计算结构带来的高运算速度,其在现代无线数字通信系统中的应用日渐广阔。因此,本课题主要研究了盲均衡器的FPGA实现方法。首先,以Xilinx公司Virtex-4系列XC4VLX25型号FPGA为平台,设计实现了修正恒模算法和判决引导算法相结合的双模式盲均衡器。整个设计采用自上向下的设计方法,将整个盲均衡分成了四个模块:数据延迟模块、滤波器模块、误差计算模块和系数更新模块,并且详细阐述了各模块的Verilog设计实现方法以及各个模块的结构框图。随后用Modelsim软件进行了功能仿真来验证设计的双模式盲均衡器的均衡效果。其次,针对现在通信系统对数据的处理速度要求越来越高,本文对提高FPGA设计系统处理速度的一些方法进行了研究。在本文的设计中结合使用流水线技术和并行结构及算法优化来提高系统的处理速度。再次,提出一种自适应FIR滤波器的FPGA实现方法,并将其运用到MCMA_DD盲均衡器的FPGA实现中,而且进行仿真来验证本文设计的可行性。最后,在实验室现有的XC2S300E型号FPGA平台上,设计了串行结构MCMA_DD盲均衡器和MCMA盲均衡器,并且对设计进行了综合、布局布线、静态时序分析以及时序仿真。同时,通过对时序信息和仿真结果以及资源使用情况进行分析来验证两个设计在XC2S300E上的可实现性和均衡效果。
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