本文關(guān)鍵詞：高速判決反饋均衡器及PRMLSD的設(shè)計與實現(xiàn)

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【摘要】：隨著物聯(lián)網(wǎng)、5G系統(tǒng)和云計算等技術(shù)的興起與發(fā)展,人們對于通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸速率要求越來越高。高速傳輸系統(tǒng)信道中的高頻損耗、反射、串?dāng)_、噪聲等非理想特性造成的碼間干擾是影響數(shù)據(jù)速率進一步提高的關(guān)鍵因素。采用高性能、低成本的均衡器可以解決大部分非理想因素帶來的問題,因而成為國內(nèi)外高速通信系統(tǒng)中的研究熱點。本文主要研究l0Gbps高速串行通信系統(tǒng)中的判決反饋均衡器(DFE)以及部分響應(yīng)最大似然序列檢測(PRMLSD)的設(shè)計與實現(xiàn)。本文首先基于Matlab和ADS平臺上對包含信號源、信道和DEF模塊的高速串行通信系統(tǒng)進行了仿真分析,分析比較了DFE在各種不同的信道條件以及不同數(shù)據(jù)傳輸速率下的性能表現(xiàn)。在此基礎(chǔ)上本文采用0.18μmmCMOS工藝設(shè)計了工作速率為10Gb/s的兩抽頭判決反饋均衡器。為了更好的適應(yīng)信道條件變化,本文的DFE帶有自適應(yīng)性模塊,該模塊采用模擬最小均方(LMS)算法實現(xiàn)。同時為了滿足速率要求,DFE采用半速率結(jié)構(gòu)。該DFE已經(jīng)提交流片,包括焊盤在內(nèi)芯片面積為600μmx550μm=0.33mm2。后仿真結(jié)果表明該DFE可以工作在10Gb/s的數(shù)據(jù)速率。本文還研究了PRMLSD的建模與實現(xiàn)方法。本文的PRMLSD采用維特比算法實現(xiàn),主要包括三個模塊：分支度量單元、ACS單元以及幸存信息存儲單元。在譯碼過程中,PRMLSD采用回溯法進行最后的譯碼輸出,為防止溢出,定時對幸存路徑存儲單元進行最小值消除操作。本文給出了PRMLSD的邏輯綜合結(jié)果及綜合報告。最后,論文還研究比較了PRMLSD與DFE的誤碼性能,在相同的判決誤碼率條件下,PRMLSD相對DFE可以得到3dB左右的信噪比增益,并且隨著信道衰減的加大,PRMLSD相對于傳統(tǒng)的DFE的誤碼率增益更高,性能更優(yōu)。
【關(guān)鍵詞】：建模與仿真 模擬自適應(yīng) 判決反饋均衡器 部分響應(yīng)最大似然序列檢測
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN715
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-12
• 1.1 課題背景8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 本文結(jié)構(gòu)安排10-12
• 第2章 信道及均衡原理12-24
• 2.1 信道特性與性能指標(biāo)12-18
• 2.1.1 高速互連中的信號畸變12-14
• 2.1.2 通信系統(tǒng)性能指標(biāo)14-18
• 2.2 高速串行系統(tǒng)中的均衡器18-21
• 2.2.1 發(fā)送端預(yù)加重電路18
• 2.2.2 模擬均衡器18-19
• 2.2.3 前饋均衡器19-20
• 2.2.4 判決反饋均衡器20-21
• 2.3 自適應(yīng)DFE21-24
• 第3章 判決反饋均衡器的建模24-38
• 3.1 概述24
• 3.2 信號源的建模24-26
• 3.2.1 PAM2/NRZ24-25
• 3.2.2 PAM425-26
• 3.3 信道的建模26-27
• 3.4 DFE的建模27-29
• 3.4.1 DFE抽頭系數(shù)的確定27-28
• 3.4.2 DFE結(jié)構(gòu)28-29
• 3.5 串行鏈路仿真29-38
• 3.5.1 基于Matlab的仿真29-30
• 3.5.2 Matlab仿真結(jié)果30-31
• 3.5.3 基于ADS的仿真31-33
• 3.5.4 ADS仿真結(jié)果33-38
• 第4章 模擬自適應(yīng)DFE的設(shè)計38-50
• 4.1 概述38
• 4.2 半速率DFE的電路設(shè)計38-41
• 4.2.1 加法器38
• 4.2.2 D觸發(fā)器38-40
• 4.2.3 2:1復(fù)用器40
• 4.2.4 輸出緩沖器40-41
• 4.3 模擬自適應(yīng)模塊的電路設(shè)計41-44
• 4.3.1 自適應(yīng)模塊結(jié)構(gòu)41
• 4.3.2 判決模塊41-42
• 4.3.3 乘法器42-43
• 4.3.4 模擬積分器43-44
• 4.4 模擬自適應(yīng)DFE的仿真結(jié)果44-46
• 4.5 模擬自適應(yīng)模塊的版圖設(shè)計46-47
• 4.6 后仿真與測試方案47-50
• 第5章 PRMLSD的建模仿真及Viterbi譯碼的實現(xiàn)50-64
• 5.1 概述50
• 5.2 部分響應(yīng)均衡器50-53
• 5.2.1 PRMLSD結(jié)構(gòu)50
• 5.2.2 最大似然譯碼準(zhǔn)則50-52
• 5.2.3 維特比譯碼52-53
• 5.3 PRMLSD的設(shè)計53-61
• 5.3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計53-55
• 5.3.2 分支度量單元的設(shè)計55-56
• 5.3.3 ACS單元的設(shè)計56-58
• 5.3.4 幸存路徑存儲器設(shè)計58-59
• 5.3.5 PRMLSD的邏輯綜合59-61
• 5.4 PRMLSD與DFE的誤碼性能比較61-64
• 5.4.1 仿真平臺61-62
• 5.4.2 信道條件及仿真參數(shù)62-63
• 5.4.3 仿真結(jié)果分析63-64
• 第6章 總結(jié)與展望64-66
• 6.1 總結(jié)64-65
• 6.2 展望65-66
• 參考文獻66-70
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文70-72
• 致謝72

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