基于FPGA的PUSCH信道估计仿真与实现

摘 要： 基于最小平方 (LS) 算法，利用FPGA实现了一种适用于TD-LTE系统的上行信道估计算法。主要研究了如何利用FPGA实现LS算法，包括算法的介绍、方案的形成、FPGA实现的处理流程、FPGA实现结果及分析。以Virtex-5芯片为硬件平台，完成了仿真、综合、板级验证等工作。实现结果表明，该信道估计算法应用到TD-LTE系统具有良好的稳定性和可行性。
关键词： FPGA实现；TD-LTE系统；信道估计；LS算法；Virtex-5

在移动通信环境中，无线信道千变万化，接收机接收到的信号往往是信号经反射、折射以及散射的多条路径在不同时间点到达接收端的叠加。可见，要精确估计出信道响应值十分艰难。信道估计作为物理层的接收端算法，为信号检测提供条件，对影像数据恢复起着至关重要的作用。因此，在接收端进行正确可靠的信道估计研究以及应用十分关键[1]。一般而言，PUSCH信道估计多采用LS算法，除此之外最小低秩均方算法也比较常用，LS算法简单且易实现[2]，故本文采用LS算法。对于插值的处理本文采用一阶线性插值[3]，容易实现且能满足对功能的需求。FPGA在数据处理方面有着优越的性能且非常适合做并行运算，其芯片内部一般都含有大量的RAM和多达几百个乘加单元，利用FPGA进行数据处理能够提高数据的处理速度。因此用FPGA来实现信道估计和插值应用在LTE综合测试仪开发中是一个较好的方案。

LS算法可以简单地估计出参考信号输出的信道传输函数值，但是算法没有利用子载波的信道传输函数值的相关性，没有考虑噪声影响，无法消除噪声带来的估计误差。
1.2 线性插值算法
对于数