恒模算法的仿真分析与FPGA实现
作者:徐立升 徐根倩 张晨光马正欣 周冬冬 丁宝俊 张晨光
来源:《硅谷》2014年第01
        介绍了恒模算法的原理,并用matlab仿真了在多径环境和时延情况下恒模算法的均衡结果,通过分析均衡前后的星座图、误码率以及时延曲线,验证了恒模算法可以减小由多径效应和时延造成的码间干扰。最后给出了恒模算法的FPGA实现。
        关键词 恒模算法;多径效应;时延;FPGA
        中图分类号:TN763 文献标识码:A 文章编号:1671-7597201401-0058-02
        在高速无线通信系统中,多径效应和窄带滤波器的时延效应会导致数据传输时不可避免的产生码间干扰,并且随着通信速率的提高,这种影响越来越大,成为影响通信质量的主要因素。为了提高通信质量,减小码间干扰,在接收端通常采用均衡器来消除信道和窄带滤波器对通信系统的影响。
        无需训练序列的均衡器称为盲均衡。盲均衡在没有关于信道任何先验知识和训练序列的
情况下,仅仅利用所接收到的信号序列即可对信道均衡而获得了广泛的应用。本文选择了一种易于FPGA实现的盲均衡算法——恒模算法(CMAConstant Modulus Algorithm)。
        1 CMA算法原理
        CMA均衡器实质上就是一个滤波器,它Godard算法的一个特例,通过调节均衡器的抽头增益使代价函数最小,从而减小接收端信号之间干扰,从而消除多径效应和时延效应的影响。系统的盲均衡的原理图如图1所示。
        1 盲均衡原理图
        1中假设均衡器为一个抽头为2N+1的滤波器。经过均衡器后的输出数据表达式如公式(1)所示:
        1
        公式(1)中xk为时刻k均衡器的输入数值,yk为时刻k均衡器的输出数值,wik为均衡器经过k次调整后均衡器的第i个抽头系数。公式(1)中均衡器抽头系数更新如公式(2)所示。