文档介绍：上海交通大学
博士学位论文
1000BASE-T千兆以太网收发器数字信号处理算法研究与VLSI设
计
姓名:诸悦
申请学位级别:博士
专业:通信与信息系统
指导教师:戎蒙恬
20070501
摘要编码技术进行深入研究。利用其编码特性提出了在可能存在线对顺序与极砦笄疤嵯翽之后的新一代基于双绞线信道的高速以太网标准。的主要目标是在与快速以太网相同的喾瞧帘平衡双绞布线上实现倍于快速以太网的传输速率,误比特率不超过。。通过对基于快速以太网的现有应用以及网络管理等等,甚至包括布线系统在内的用户资源全面兼容,能够从现有快速以太网平滑无缝的升级,同时将升级成本降到最低,并且全面继承以太网的简单廉价高可靠性易于管理的优点。因此云涓叽淼统杀镜南灾攀疲谌战コ晌V髁饕蕴标准。可以预见,厝痪哂泄憷ǖ挠τ糜胧谐∏熬啊与应用上的优势形成对照的,是其在技术上对收发器设计提出的挑战。由于—使用的传输媒介是为上一代以太网标准设计的,为了在同样的媒介上提供倍的传输速率,使用运ń氏呓腥üご洌⒉捎枚嗟缙降髦萍际跻蕴岣咂荡寐省5ü双向传输带来严重的回波与串扰问题,为消除双向传输之间的干扰,使用混合电路以及回波抵消技术。而为补偿多电平调制技术带来的信噪比损失,又采用远较更为复杂的编码算法。更高的高吞吐率与更复杂的算法实现给收发器的设计带来很大的困难,物理层的基带信号处理模块,尤其是联合解码均衡器的实现成为一个难点。如何在实际的双绞线信道中消除信道的非理想特性,并充分利用的编码算法带来的编码增益是使—辗⑵鞔锏缴杓浦副甑闹匾N侍狻R恍┏S玫慕饴胨惴ḿ罕恢っ魑薹ǔ浞利用编码技术所提供的编码增益。而高性能的算法却又有巨大的硬件开销,或者被认为难以达到的吞吐率要求。同时希望解码算法能够具有尽可能低的硬件复杂度以降低收发器成本,在移动设备上的应用又希望解码器的功耗尽可能的低。我们认为,在这些方面现有的研究尚大有改进的余地。鉴于此,本文对如何在实际面对的信道环境中进行高性能、低复杂度以及低功耗的解码进行深入的研究,并提出了有效的解决方案。论文的研究内容,主要包括以下几个方面:A私饩鱿叨匝映俨睢⑾叨越换挥爰源砦笏斐傻维符号破坏问题,对的训练方法,从而为完成解码铺平了道路。荌.—
法进行了研究。通过仿真确认各算法在·诺阑肪诚碌男阅鼙硐帧2⒀芯扛魉惴《为了解决惴ǖ母吖丶肪堆映傥侍猓岢龀凹扑鉓解码器。通过优化的超前计算结构、低扇出解码器结构以及为惴ㄓ呕牡透丛佣扰判蛲缃峁梗诒3諱算法的低复杂度优势同时将其关键路径延迟缩短至与相当。并通过符号压缩技术进一步降低惴ń饴肫鞯挠布丛佣取Mü庑┦侄危的性能优势。同时,其硬件复杂度却不及后者的。A私徊浇档驮ぢ瞬≒挠布丛佣扔牍模岢鲆恢质屎嫌幕旌辖蟹治觥Vっ髌湎啾扔诖车募拇嫫鹘换唤峁筍,在面积功耗方面的优势。对于A私饩霾煌杓圃际铝:暇饨饴爰际醯难≡裎侍猓谙钟幸约八岢龅母髦旨际趸础上,对各种面积/性能条件下适用的预滤波联合解码均衡器进行分析。并提出低复杂度约收发器,相比予现有的联合解码均衡技术,在硬件复杂度/性能方面的综合优势。A私饩隽:辖饴刖饧际踉谝蕴〖湫式档偷奈侍猓岢隽丝梢允视糜诟骼嘣ぢ瞬滤波,超前计算,幸存记忆单元,低功耗A巳范ㄊ视糜τ酶咄掏侣室G蟮牧:暇饨饴胨惴ǎ杂诹:辖饴刖馑的关键参数对其复杂度与性能的影响,确定适用于的联合解码均衡算法。提出一种基于预滤波惴ǖ牧:辖饴刖饧际酰诘透丛佣认录淳哂邢喽杂诔S玫腜高的性能。饴肫髟的吞吐率下,依然能够保持其相对于构幸存记忆单元峁埂2⒍云湓诓煌拿婊模饴胙映僭际率视玫幕旌辖峁预滤波的应用表明,应用混合结构可以降低%的硬件复杂度与以上的功耗。束/高性能约束情况下适用的联合解码均衡器结构。通过仿真与物理设讨‘,确认其适合于联合解码均衡器的双模式联合解码均衡技术。仿真与物理设计表明,在不损失性能并且硬件复杂度增加很小的情况下,将联合解码均衡技术在网络空闲时功耗降低到以下。关键字:,千兆以太网,联合解码均衡,维特比算法,惴ǎ⑿信芯龇蠢〗饴耄
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