FPGA实现的单载波频域均衡系统基带信号处理模块设计

“基于FPGA的单载波频域均衡系统基带信号处理模块设计，陈恩庆，李晓磊，文章介绍了单载波频域均衡（SC-FDE）技术在宽带无线通信中的应用，详细阐述了SC-FDE系统的理论基础，并在FPGA平台上实现了这一系统。采用16QAM调制，利用UW序列作为导频，通过64点FFT进行时频变换，然后在频域执行迫零均衡，最后进行逆映射，将处理后的数据传输至串口。通过仿真和硬件验证，证实了设计的正确性和实用性。” 本文是一篇关于通信与信息系统领域的学术论文，主要探讨了基于FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）的单载波频域均衡（Single-Carrier Frequency-Domain Equalization，SC-FDE）系统基带信号处理模块的设计。随着无线通信技术的快速发展，特别是宽带通信的需求增长，SC-FDE技术因其在对抗多径衰落和频率选择性衰落方面的优势，成为了研究热点。 在论文中，作者首先介绍了SC-FDE的基本原理，这是一种在频域进行均衡的技术，它可以有效地解决由于无线信道引起的符号间干扰（Inter-Symbol Interference，ISI）。随后，文章详细阐述了如何在FPGA平台上实现这一系统。FPGA是一种可编程逻辑器件，具有灵活、高效的特点，适合实现复杂信号处理算法。 具体实现过程中，系统采用了16QAM（Quadrature Amplitude Modulation，正交幅度调制）调制方式，这是一种高效的数字调制技术，能提供较高的数据传输速率。特殊字序列（UW）被用作导频，导频在通信系统中起到校准和信道估计的作用，有助于改善系统的性能。接着，利用64点的快速傅里叶变换（FFT）算法，将时域信号转换到频域，这是SC-FDE的核心步骤，因为均衡操作通常在频域进行。在频域，采用了迫零均衡策略，即强制每个频点的输出为零，以消除ISI。最后，通过逆映射，将均衡后的信号还原成原始数据，然后通过串行接口发送出去。 论文通过Modelsim仿真工具进行了设计验证，并进行了硬件调试，结果表明设计的系统能够有效工作，证实了这种方法的可行性和正确性。这项研究对于理解SC-FDE系统的工作机制，以及未来开发ASIC（Application-Specific Integrated Circuit，专用集成电路）设计和实现具有重要的参考价值。 关键词：通信与信息系统、FPGA、SC-FDE、单载波频域均衡 该论文的贡献在于提供了实际的硬件实现方案，为SC-FDE技术在实际通信系统中的应用铺平了道路，同时也为后续的硬件优化和系统集成提供了理论依据。