混合型判決反饋均衡器設(shè)計(jì)與FPGA實(shí)現(xiàn)
出處:21ic 發(fā)布于:2018-09-05 15:08:16
許多數(shù)字通信系統(tǒng)中都使用了網(wǎng)格編碼和脈沖幅度調(diào)制,1000BASE-T中使用4維8狀態(tài)網(wǎng)格編碼及5電平調(diào)制,每對(duì)雙絞線上有5種符號(hào){-2,-1,0,1,2},分為A={-1,1},B={-2,0,2}兩組。4對(duì)雙絞線組合的16種結(jié)果分為圖1(a)所示的8個(gè)子集,屬于相同子集的不同符號(hào)間的歐氏距離為4。圖1(b)為其網(wǎng)格編碼[1]圖,每個(gè)狀態(tài)均有4條進(jìn)出路徑,偶狀態(tài)ρ0、ρ2、ρ4、ρ6出發(fā)路徑對(duì)應(yīng)的輸出判決符號(hào)取自偶子集S0、S2、S4、S6;奇狀態(tài)ρ1、ρ3、ρ5、ρ7出發(fā)路徑輸出判決符號(hào)取自奇子集S1、S3、S5、S7,相同起止點(diǎn)的編碼路徑間距離為4,即網(wǎng)格編碼在理想條件下可以獲取6 dB編碼增益。
由于噪聲和串?dāng)_的存在,譯碼使用了基于似然估計(jì)(MLSE)的維特比算法,該算法的復(fù)雜度隨著信道數(shù)和譯碼深度呈指數(shù)增長(zhǎng),因此,硬件復(fù)雜度是算法設(shè)計(jì)重點(diǎn)。一種是串聯(lián)式均衡解碼器結(jié)構(gòu),即將4個(gè)DFE(判決反饋均衡器)與一個(gè)維特比譯碼器串聯(lián),其中,4路DFE用于消除后饋干擾,維特比譯碼器則用于進(jìn)行網(wǎng)格譯碼,兩部分組成串聯(lián)式結(jié)構(gòu)。
串聯(lián)分離式結(jié)構(gòu)[2]電路簡(jiǎn)單、硬件開(kāi)銷小、可流水線操作且速度快。但其中DFE輸入直接來(lái)自硬判決,當(dāng)存在誤判時(shí),會(huì)引起錯(cuò)誤傳遞[3],導(dǎo)致誤碼率升高。抑制誤差傳遞的一種方法是使用并聯(lián)式結(jié)構(gòu),DFE與Viterbi譯碼器形成環(huán)路,后饋干擾補(bǔ)償嵌入Viterbi譯碼器中,DFU輸入不采用硬判決而采用各狀態(tài)幸存信號(hào),這種結(jié)構(gòu)能取得很好的誤碼率性能。
并聯(lián)式結(jié)構(gòu)針對(duì)8狀態(tài)都進(jìn)行了DFU計(jì)算,需8倍的DFU單元數(shù)、8倍的1D-BMU單元數(shù)以及4倍的4D-BMU的單元數(shù),大大增加了硬件開(kāi)銷。并且由于n時(shí)刻的碼間干擾計(jì)算需要此前的多級(jí)判決值,因此,后饋碼間干擾的補(bǔ)償、一維及4維分支度量計(jì)算、加比選單元以及幸存信號(hào)的選擇形成了一個(gè)關(guān)鍵回路,路徑延遲大,系統(tǒng)工作速率低。
串聯(lián)式結(jié)構(gòu)硬件簡(jiǎn)單且能達(dá)到較高的速度,而并聯(lián)式結(jié)構(gòu)擁有較好的誤碼率性能,可以綜合這兩種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一種折衷的混合型結(jié)構(gòu)。
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