FPGA实现的MIMO信道衰落硬件设计与性能对比

本文深入探讨了在移动通信领域中基于现场可编程门阵列(FPGA)的多输入多输出(MIMO)信道衰落的硬件实现方法。作者云峻岭，作为北京邮电大学信息与通信工程学院的研究人员，针对无线通信中的一个重要特性——不同子信道之间的衰落差异，提出了创新的解决方案。 MIMO信道模型是现代无线通信的关键组成部分，其复杂性源于信号在传播过程中遇到的各种随机效应，如瑞利衰落。瑞利衰落模型是一种常见的信道衰落模型，它模拟了信号强度随距离随机变化的现象。然而，传统的Jakes模型在处理复杂环境下的衰落行为时可能存在局限性，因此，云峻岭改进了Jakes模型（SOS模型），以提高性能仿真精度。 在硬件实现方面，作者将这种改进的模型应用到FPGA平台，旨在实现实时、高效且精确的MIMO信道衰落模拟。通过定点化设计，文章将浮点仿真结果与定点仿真结果进行对比，以验证硬件设计的有效性和效率。这种设计充分考虑了各子信道衰落的独立性，确保了整个系统的可靠性和一致性。 论文的核心贡献在于提供了一种基于FPGA的MIMO信道衰落模拟技术，适用于移动通信系统，尤其是在高数据速率和多用户应用场景中。通过硬件加速，这种方法有望显著提升通信系统的实时性能，同时减少了对软件计算资源的需求。 总结起来，这篇论文不仅介绍了MIMO信道衰落的硬件实现方法，还展示了如何通过改进的模型优化性能，并通过实际仿真验证了该方案的实用性和有效性。这对于无线通信技术的发展以及未来通信设备的设计具有重要的理论和实践意义。