高速移动下OFDM均衡器的FPGA实现

高速移动下OFDM均衡器的FPGA实现

1．2 MMSE均衡器算法

　　把上面式中的i去掉，根据最小均方误差的规则，可以简写得到均衡矩阵为：

　　在时变信道中，G不是对角矩阵，则矩阵求逆的直接算法的运算量为o(N3)，利用文献给出的结论：ICI主要来自相邻的几个子载波，并且每个子载波的符号能量主要泄漏至邻近的少数子载波上，也就是说，G中的很大一部分元素是可以忽略的。然后再采用迭代的方法对矩阵求逆，把运算量降为o(N2)，但是在实际应用中，N是一个较大的数值，这个方法计算量仍然很大，所以很多算法在考虑均衡效果的同时也尽量减少运算量，以增强算法的可实现性和最终均衡的实时性。

　　根据Chen等验证得到G可以被进一步简化成如下Ak来描述：

　　式中：pn是一个由构成的1×(2Q+1)的矩阵，i=O，1，…，2Q。MMSE均衡器可以描述为；γ为该信道的信噪比，且。Ak是一个(2Q+1)×(4Q+1)的矩阵，再利用文献中迭代的方法来计算矩阵的逆。

　　2 均衡器算法的FPGA实现

　　当载波数比较大时，OFDM均衡算法所要计算的矩阵比较庞大，计算量大，很难保证实时性的要求。于是人们很自然地会想到用实时性很强的FPGA来实现均衡器的设计，但是均衡本身所需要处理的数据量和运算量都非常大，即使使用FPGA实现也很困难。

　　若采用文献中的算法运算量是o(N2)，假如当载波数N=128时，运算量还是很大的，无法保证实时性。从均衡效果和运算量两方面考虑，采用了文献中的算法。这是一种典型的迭代算法，效果与文献算法相接近，但是在计算中避免了求一个很大的矩阵的逆运算，而是从频域转移矩阵G中提取出了不大的有效矩阵，这样就减少了大量运算。