论文部分内容阅读
60GHz系统高达7GHz的免许可频段吸引了广泛的兴趣。在短距离(≈10m)室内无线通信中60GHz系统能够提供高达吉比特每秒的传输速率,很有希望替代有线电缆为高清多媒体接口提供无线接入方式,也很有潜力在车内网络中找到应用。但是,60GHz系统的实现也面临很大挑战。室内环境恶劣的多径效应会引起跨度达上百个符号的码间干扰,这使得均衡器成为60GHz系统中必不可少的模块。由于多径信道抽头较多,所以频域均衡更优于时域均衡,复杂度更低。同时,这样的均衡器也便于在单载波模式和OFDM模式之间切换,以很低成本就能搭建SC/OFDM双模式均衡器。单载波模式下的频域信道均衡器包含一个FFT处理器和一个IFFT处理器。在均衡器内这两个模块的计算复杂度最高,因此FFT/IFFT处理器的性能会决定整个均衡器的性能。FFT/IFFT处理器吞吐率为2Gbps,时钟频率为250MHz。为了满足速度和吞吐率的要求,本文采取8路并行流水线的结构。为了降低乘法器复杂度,本文专门针对512点FFT提出了基-2~4-2~2-2~3分解算法。此外,采用3级流水线结构的512点旋转因子常系数乘法器将实现此乘法器所需的常系数个数从512个降低为17个,有效地减少了面积。专门为8路并行结构设计的重排序模块使得结果以正常顺序输出,这样FFT处理器的输出就能直接送入IFFT处理器。为了提高SQNR,FFT结构的每一级均采用了1/2的缩放因子,这种结构有效衰减了前级引入的量化噪声,使得输出SQNR在内部信号位宽为14bits时能够达到45dB。本文中的FFT架构和信道均衡器架构均通过动态仿真证实了功能的正确性。然后又在Xilinx ISE开发平台上以Virtex7系列FPGA为目标器件进行综合布局布线,时序达到收敛,验证了架构的可实现性。最后以SMIC0.13um为目标工艺进行综合,完成了ASIC的前端流程。至此,信道均衡器架构完成了仿真和验证,文中所提出的FFT/IFFT架构也被证实能够应用于IEEE802.11.ad协议下的SC/OFDM双模式信道均衡器。