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OFDM系統(tǒng)中DAGC的應(yīng)用研究及FPGA實(shí)現(xiàn)

作者: 時(shí)間:2009-04-29 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

2 數(shù)據(jù)仿真及分析
針對上面所舉例子,用Matlab產(chǎn)生一個(gè)長度為1 024的零均值高斯分布復(fù)隨機(jī)序列,序列方差σ2=2k∈[25,215],k∈[5,15]。定義SNR如式(5),其中Wfloat,Wfix分別是采用浮點(diǎn)、定點(diǎn)FFT算法的平均輸出功率。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/158081.htm


Matlab仿真結(jié)果如圖2所示,其中橫坐標(biāo)為20logl0(σ2/215)??梢姡?dāng)輸入信號平均功率較小時(shí),量化誤差和舍入誤差隨功率增加而下降,但平均功率上升到一定值后,產(chǎn)生的定點(diǎn)溢出誤差增加使得SNR急劇下降。
針對較大的符號功率動(dòng)態(tài)范圍,本文采用技術(shù)來調(diào)整DFT輸入信號功率,使其處在一個(gè)較平穩(wěn)的范圍內(nèi),以此提高DFT運(yùn)算的輸出SNR,同時(shí)減輕本身就具有較大運(yùn)算量的DFT模塊的負(fù)擔(dān)。根據(jù)仿真結(jié)果,結(jié)合式(4),選擇DFT輸入平均功率為(210)2時(shí)最佳。


3 及分析
由于用乘除法會(huì)消耗大量資源,一般采用左右移位來代替。因此,為了簡化難度,本文僅將輸入序列的功率從區(qū)間[(2i-1)2,(2i)2]調(diào)整到[(29)2,(210)2],其中i為非負(fù)整數(shù)且i∈[6,15]。
DFT模塊選用Altera公司的IPCORE,總體框圖如圖3所示,其中BUFl,BUF2均可存儲1 024點(diǎn),用于流水處理。該實(shí)現(xiàn)方式通過兩個(gè)二級模塊以及中間緩存實(shí)現(xiàn),由于存儲功率的寄存器位寬很大,實(shí)現(xiàn)時(shí)不使用比較器。流水處理1 024點(diǎn)所需要的平均時(shí)間la―tency僅為1 029個(gè)時(shí)鐘周期,即經(jīng)過1 024個(gè)時(shí)鐘周期得到1 024個(gè)點(diǎn)后,平均僅需要5個(gè)時(shí)鐘周期得到功率調(diào)整因子。本模塊綜合后的最高頻率fmax=220 MHz。以輸入序列平均功率為2×(214)2為例,功率調(diào)整方式對SNR影響如表1所示,其中第三種方式僅由Matlab仿真得到??梢姡捎谜{(diào)整到區(qū)間[(29)2,(210)2]時(shí)的SNR較高且易于用FPGA實(shí)現(xiàn)。

4 結(jié) 語
本文主要針對中定點(diǎn)化DFT的溢出誤差,分析了DFT輸入信號功率對其輸出信噪比的影響,并以高斯零均值輸入信號為例,采用與DFT模塊級聯(lián)的方式進(jìn)行了Matlab仿真和FPGA實(shí)現(xiàn),證明了其可行性。該方法以很小的時(shí)延、較少的資源以及較高的精度為優(yōu)勢,有效地增大了定點(diǎn)化DFT正常工作的動(dòng)態(tài)范圍,同時(shí)為后級恢復(fù)原信號提供了可靠保障,完全滿足0FDM基帶解調(diào)的要求。


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