FPGA 实现 5G 毫米波波束成形（Beamforming）算法的定点化精度与功耗平衡有没有思路？

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段星阑 2024年8月5日 0条评论

最近在干毕业论文，题目是关于基于 FPGA 的混合预编码波束成形算法的高效架构设计，目前在将 MATLAB 浮点模型转化为 RTL 定点代码的过程中，遇到了两个严重影响实验数据的问题：

量化误差（Quantization Error）导致性能跌落：为了降低资源占用，我将权重（Weights）和输入信号量化到了 12bit。但在链路仿真时发现，相比浮点模型，系统的 EVM（误差矢量幅度）恶化了近 5dB。如果增加到 16bit，FPGA 的 DSP 单元（DSP48E）消耗量会瞬间翻倍，逻辑资源已经见底了。

林昱辰已回答的问题 2024年8月12日

1 答案

score 0 · Answer 1 · 2024-08-12T16:22:29+00:00

12bit 量化导致 EVM 掉 5dB，说明你的动态范围（Dynamic Range）没对齐。检查一下符号位扩展（Sign Extension）和溢出处理。对于毫米波这种信噪比较差的场景，建议采用非均匀量化或者在前端加一个 AGC（自动增益控制）逻辑，确保信号落在量化器的高精度区间。论文里可以加一个“不同量化位宽对系统和比特误码率（BER）影响”的对比曲线，这能显著增加工作量厚度。