基于SystemVue的单载波超宽带系统仿真

在SystemVue环境下建立了单载波超宽带系统基带仿真平台,基于该平台研究了单载波超宽带系统在IEEE 802.15.3a超宽带信道模型下的误码性能。仿真结果表明:单载波超宽带体制在IEEE 802.15.3a信道模型下能够取得较好的性能,从而验证了该体制的可行性。基于SystemVue的可扩展性,实现了单载波超宽带仿真平台与测试仪器的无缝互联,形成集成化仿真测试环境,助力单载波超宽带基带系统的研发和验证。

面向ASIC设计的单载波超宽带信道均衡研究

单载波超宽带通信系统的均衡在芯片实现中面临高吞吐率、高性能和低复杂度三方面问题。该文首先比较了最大似然均衡(MLSE)、线性均衡(LE)、判决反馈均衡(DFE)及单载波频域均衡(SC-FDE)在性能、复杂度及高速化实现上的优缺点,并综合考虑SC-UWB系统这一特殊的应用场景最终选择了DFE。然后针对DFE算法中的三个关键参数——前馈阶数Nf,反馈阶数Nb及判决延迟D,提出了一种实际系统中有效且实用的参数优化设计策略,最后仿真证明了优化策略的实用性和有效性。

单载波超宽带下判决反馈均衡器芯片优化设计

单载波超宽带通信系统的均衡在芯片实现中面临高吞吐率、高性能和低复杂度3方面问题。该文从广播结构电路表达、delayed-sign-LMS系数更新算法和寄存器重采样芯片设计方法学3个角度提出一种适合芯片实现的判决反馈均衡(DFE)结构。该结构以标准LMS-DFE为基础,克服自适应反馈滤波器中迭代界对吞吐率的影响,解决广播结构中输入高扇出带来的延时和功耗问题。仿真结果表明:与直接结构LMS-DFE相比,该结构性能损失在0.1dB之内。芯片综合表明,基于Smic.18 CMOS工艺,吞吐率达到125Mb/s,与广播结构delayed-LMS-DFE相比,面积减少23%,功耗降低33%。

单载波超宽带系统的时域分数级分集方法

单载波超宽带(SC-UWB)系统存在长时延密集多径,严重影响系统性能。传统信道均衡方法的均衡效果不够理想,而传统分集方法的硬件复杂度高且数据冗余量大。该文提出一种单载波频域均衡(SC-FDE)与时域分数级分集联合设计方法,以对抗超宽带(UWB)系统的复杂密集多径。该方法在发端为两个或多个信息支路配备一个分集支路;收端先进行SC-FDE,然后将信息支路和分集支路得到的均衡结果进行基于后验概率的分集合并或低复杂度的等增益分集合并,最终恢复出原始数据。该方法具有单天线、低冗余的特点,仅需1.5倍或更低倍数的分集,即可取得良好的分集增益。仿真结果表明:在误码率为10-3下,该方法与SC-FDE相比有3dB的分集增益。

联合载波恢复的高速均衡器设计及ASIC实现

单载波超宽带均衡器面临高达600Mb/s速率的挑战,同时要满足高性能、低复杂度以及低功耗的要求。传统均衡器无法同时满足上述要求。为克服传统均衡器结构的不足,该文提出了一种载波恢复与并行均衡器联合的环路结构。仿真结果表明该环路结构同时消除了码间干扰以及载波频偏,达到系统所需的性能要求。整个单载波超宽带接收机在台积电(TSMC)0.13um CMOS工艺下实现了流片,流片结果表明具有联合环路结构的均衡器功耗仅为12.4mW,仅占整个芯片功耗的4%,面积为1.8mm×0.9mm,占整个芯片面积的10%,满足低功耗和低复杂度的需求。