通信信道盲均衡器的设计与实现

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在现代数字通信中,有限带宽和多径传播等引起的码间串扰(ISI)和信道干扰是影响通信质量的重要因素,因此就需要在接收端引入盲均衡技术以减少这些干扰。与传统算法相比,盲均衡算法并不需要先验信息,仅通过接收信号的统计特性就能够消除码间串扰,近年来在通信领域被广泛应用。因此,设计并实现一种高效的信道盲均衡器,对于商业应用和研究学习都具有很大的现实意义。本文介绍了国内外盲均衡技术的应用和发展状况,提出了一种基于混合蛙跳算法的多模盲均衡算法(SFLA-MMA),其收敛速度较快、收敛后的稳态误差(MSE)较小,与传统的多模盲均衡算法(Multi-modulus algorithm)相比,具有更好的均衡性能。接着分析了FPGA(Field Programmable Gates Array)和DSP(Digital Signal Processor)协同作业的特点,提出了借助一片双口RAM芯片来完成两者间通信的硬件架构,设计并实现了基于FPGA和DSP的信道盲均衡器。该均衡器发挥了FPGA和DSP各自的优点,能够很好的完成指定算法的均衡任务,非常适用于盲均衡算法的硬件电路测试实验。本设计根据通信信道盲均衡器的设计目的和应用需求确定了元器件的选型,并介绍了主要的芯片。接着从系统架构、逻辑结构、各功能模块组成等方面详细介绍了基于FPGA和DSP信道盲均衡器的设计方案,并介绍了基于FPGA的逻辑设计,包括了SDRAM控制器的设计、双口RAM在FPGA端的接口设计、D/A转换控制器的设计,并给出了各模块的仿真结果。随后又介绍了基于DSP的盲均衡算法实现,以及DSP对双口RAM的读写操作。论文最后描述了均衡器均衡性能的验证及测试流程,并给出了实测结果。其结果表明,该均衡器实现了对接收信号的均衡,并且均衡器效果良好。该均衡器的主要优点有:可扩展性、移植性、实时性。自主研究设计的电路及硬件系统具有很大的功能扩展空间,便于盲均衡算法的移植替换,并保证了均衡器实时性的实现。
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