60 GHz无线通信技术致力于解决高速率、高容量、低时延的数据交换场景,具有良好的国际通用性和免许可属性,可用频谱宽、系统容量大、传输速率高,具有较好的安全性抗干扰特性,频谱复用性高,设备体积小。相比于传统的无线通信频段,60 GHz毫米波具有高出20 dB～40 dB的路径损耗,容易受到人员或其它障碍物的阻挡。针对60 GHz频段的通信,拟建立一套通信试验系统,单载波架构,数据包结构适当参考IEEE 802.11ay,本文着重研究系统中的均衡算法并在硬件平台上部署实现。信号传播过程中的多径衰落会引起信号的码间干扰,均衡是为了抵消空中信道对发送信号产生的影响,避免失真和数据间干扰使得信息可以正确传输。从实现域上可以分为时域均衡和频域均衡,考虑到高速系统的实现复杂度和数字处理硬件的不断发展,本文只考虑频域均衡。频域均衡又分为线性均衡和非线性均衡,主要区别在于均衡器的输出是否用作反馈重新进入系统。第一二章讨论了60 GHz无线通信的理论发展、标准演变、本文试验系统的传输模型。在第三章首先讨论了两种线性均衡算法,分别是迫零均衡（Zero Forcing,ZF）和线性最小均方误差均衡（Linear Minimum Mean Square Error,LMMSE）;迫零均衡在不考虑噪声的情况下最大限度消除码间干扰,但在某些增益较小的频点会放大噪声导致性能变差;线性最小均方误差均衡根据信道和噪声信息共同调节均衡系数,使得通过等效系统的检测信号与发送信号之间差值的平方均值最小。接着讨论了一种基于MMSE的迭代检测算法,计算过程中包含矩阵求逆,复数乘法运算复杂度在O（N~3）量级;在此基础上提出了基于MMSE的低复杂度迭代检测算法,通过假定数据块内符号具有相同的符号方差来规避矩阵求逆使得运算复杂度在O（N log2N）量级。最后利用数据块中的已知序列,利用干扰抵消算法等效出更短的传输块进一步降低均衡复杂度,上述提及的均衡算法都能和干扰抵消算法结合使用,但由于干扰抵消过程中多次叠加噪声,不适合线性算法,因此只考虑将其与基于MMSE的低复杂度迭代检测算法结合。建立仿真系统对ZF、LMMSE、基于MMSE的低复杂度迭代检测、干扰抵消低复杂度迭代检测四种算法进行性能仿真,LMMSE算法比ZF算法性能更好,基于MMSE的低复杂度迭代检测算法的整体性能比线性均衡算法性能好;干扰抵消低复杂度迭代检测算法在低信噪比时性能较差,但随着信噪比的提高性能逐渐上升。迭代算法在FPGA硬件实现复杂度很高,在资源有限以及均衡性能允许的情况下拟采用LMMSE算法做系统实现。第四章讨论了60 GHz单载波无线通信系统基于LMMSE均衡的硬件模块设计,ADC采样频率为2.4576 GHz,FPGA工作频率为307.2 MHz。ADC采用JESD204B协议向FPGA每次传送8个连续的采样点数据,为了满足高速数据的处理需求,要设置8条并行的均衡链路同时工作。均衡模块下设计了3种子模块:1.数据降速并行模块;2.均衡子链路模块;3.计算均衡系数模块。数据降速并行模块负责将高速的数据流重组输出为8条独立的低速数据流,包含1个数据重组逻辑模块、8个数据缓存模块;均衡子链路模块负责低速数据的均衡处理,包含1个FFT模块、1个均衡计算子模块、1个IFFT模块;计算均衡系数模块负责根据时域信道和噪声方差计算LMMSE均衡系数并存储,包含1个FFT模块、1个均衡系数计算逻辑控制子模块、8个均衡系数缓存模块。最后针对乘法和除法实现方案在最大时钟支持层面进行了对比。第五章讨论了均衡模块及各个子模块的信号设计和各信号的含义,为每个子模块设计相应波形,即设计模块内信号的耦合关系,各个模块组合构成了60 GHz单载波通信系统中频域均衡部分的硬件设计。在Altera公司搭载S10芯片的FPGA上部署均衡模块并仿真,各模块仿真结果与初始设计吻合。最后将均衡模块所支持的最大工作时钟与系统要求时钟对比,满足要求,并给出了各项资源消耗,符合预期。第六章讨论了本文的总结和未来工作的展望。