高速移動下OFDM均衡器的FPGA實現(xiàn)

　　2.2.1 均衡過程

　　CIR中使用迭代算法避免了并行大向量和大矩陣的運(yùn)算，而是分步運(yùn)算。所以對輸入信號進(jìn)行均衡，首先要進(jìn)行并串變換，但是不需要變成真正的串行信號。當(dāng)Q=2時，實際上對需要均衡的輸入信號Y(i)每次取出5個數(shù)據(jù)，用yk表示，暫且將這樣的變換叫作分組并串變換(P/GS)，然后均衡矩陣ek與yk分組完成乘法運(yùn)算得到一個zk，zk是一個數(shù)據(jù)不是向量，最后進(jìn)行串并變換就得到均衡后的信號向量Z(i)。整個均衡的過程如圖5所示。

　　2.2.2 仿真結(jié)果

　　實現(xiàn)該算法的重要一步是所設(shè)計的乘加器可以正常使用，并且實時性好。對其進(jìn)行仿真如圖6所示，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)clk發(fā)生上升沿跳變時進(jìn)行計算，圖中信號(a，b)表示輸入的數(shù)據(jù)信號;fcl表示相乘的結(jié)果;c表示進(jìn)行乘加以后的運(yùn)算結(jié)果，其計算準(zhǔn)確，基本上沒有延遲。

　　ISE中設(shè)計的傳輸模塊實現(xiàn)波特率為19 200 b/s的串口通信控制器，把數(shù)據(jù)通過RS 232完成FPGA與PC機(jī)的雙向通信。把均衡后的信號Z(i)傳回Matlab中，采用QPSK的星座圖進(jìn)行分析，選擇子載波的數(shù)目N=128，循環(huán)前綴CP的長度為8，并且在認(rèn)為信噪比被準(zhǔn)確估計的情況下均衡的結(jié)果，如圖7所示。

　　由此星座圖可以看出，在均衡前接收到的信號因為多普勒頻移和噪聲的影響，偏離星座點(diǎn)向周圍發(fā)散，使用FPGA中均衡以后傳回的數(shù)據(jù)基本沒有發(fā)散現(xiàn)象。

　　3 結(jié)語

　　在ISE軟件平臺上使用Verilog語言實現(xiàn)了一種基于時變OFDM系統(tǒng)的低復(fù)雜度MMSE均衡器算法。在Xilinx公司Virtex-2實驗板(XC2V930芯片)上對其進(jìn)行驗證，基本達(dá)到該算法在Matlab上仿真的均衡效果。但是由于浮點(diǎn)數(shù)計算量太大，選用定點(diǎn)數(shù)對其進(jìn)行截取，還是有一定的局限性，在進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的運(yùn)算中還是會有些數(shù)據(jù)不太準(zhǔn)確，造成整體的誤碼率效果不是太好，故還需要進(jìn)一步改進(jìn)算法和FPGA的實現(xiàn)方法，以期達(dá)到更好的均衡效果。