mlse均衡算法研究与fpga实现

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3、用于多径干扰较严重的无线信道环境。然而该算法复杂度较高，对硬件实现和实时性应用提出了挑战。故研究一种算法复杂度较低，同时性能与MLSE相近的改进算法显得尤为重要。目前在采用FPGA实现MLSE及其改进算法方面还很鲜见，故在此方面研究对今后相关工程实际应用有一定现实参考价值。本课题主要对MLSE算法及其降低复杂度的改进算法进行研究和FPGA实现，并在其基础上进一步研究了基于信道估计的自适应算法与其FPGA实现。文章首先给出基于Viterbi的标准MLSE算法实现步骤和仿真流程图。在此基础上对其FPGA实现方案进行详细设计，包括功能子模块划分

4、、各模块内部接口、实现复杂度、信号状态转移流程，以及模块间时序协调等设计过程。在QuartusII下完成MLSE各子模块的Verilog编写调试和系统顶层设计与验证。在Simulink中构建无线多径信道系统模型，对已实现的基于FPGA的MLSE设计进行验证和分析，结果进一步验证了该设计的合理与正确性。研究了降低MLSE算法复杂度的两种方法：基于预均衡PREQ-MLSE算法和基于集分割的RSSE算法。通过Matlab对两者输出误码率性能仿真发现，RSSE算法性能更优。故在MLSE的FPGA实现基础上，对其各子模块和系统顶层设计进行相应的改进

5、，完成RSSE算法的FPGA设计与实现。通过QuartusII与Simulink联合验证表明：RSSE算法复杂度较MLSE明显下降，所耗FPGA逻辑单元数节省近一半，但均衡后输出误码率性能则与MLSE较为接近。针对传统在MLSE输出末端加入信道估计单元存在较长判决时延的缺点，引入了逐幸存处理算法PSP有效解决了这一问题。但PSP算法存在计算量大和需要存储单元多不适合于FPGA实现的缺点，又引入了最小幸存处理算法MSP，它有效解决了FPGA实现上的可行性问题。分别对基于MLSE和RSSE算法的信道估计单元LMS-MSP进行了FPGA设计与验

6、证。在此基础上对信道加入了前置滤波器设计，使携带有用信号能量集中在多径信道少数几个符号周期上，有利于降低后续自适应均衡输出信号的误码率，这对于多径干扰较为严重的无线信道是很有必要的。关键词：最大似然序列估计；简化状态序列估计；最小幸存处理；前置滤波；FPGA-I-万方数据AbstractAbstractReceivedsignalsbeingseriousinter-symbolinterference(ISI)arecausedbymultipatheffectinwirelesschannel,whichturnouttobehigh

7、BERandlowqualityofcommunicationinthereceiver.Maximum-likelihoodsequenceestimation(MLSE)isthebestequalizationalgorithmfromtheviewoferrorprobability,especiallyusedinwirelesschannelbeingseriousmultipathinterference.However,thecomplexityofMLSEisrelativelyhigh,whichchallengesh

8、ardwarerealizationandreal-timeapplication.Itissignificanttoresearchanimprovedalgorithmthatisthel