DSL系统时域均衡算法研究及ADSL收发器片上系统设计

DSL系统时域均衡算法研究及ADSL收发器片上系统设计

吴国伟[1]2002年在《DSL系统时域均衡算法研究及ADSL收发器片上系统设计》文中指出数字用户线技术作为一种宽带接入技术,它充分利用了现有的、巨大的双绞线铜缆网,保护了这一巨大投资,延长了其使用寿命,推迟了敷设仍然较昂贵的光纤,并最大可能的满足了以Internet为代表宽带数据业务的带宽要求。DSL技术具有较大的潜在市场,因此受到国内外广大学者的广泛关注和研究。国外的研制竞争十分激烈,目前的标准草案主要规定了其性能、特性等指标,对其中的关键技术往往秘而不宣,因此进行我们的独立研制开发就显得极为迫切。 目前DSL收发器的设计采用多芯片集成的方法,多芯片集成的方法成本偏高,使得DSL技术难于大规模推广。随着集成电路的深亚微米制造技术、设计技术的迅速发展,集成电路已进入片上系统时代。目前国内还没有一片拥有自主产权的片上系统芯片,因此通过尝试设计DSL片上系统芯片,来掌握片上系统设计方法及关键技术是必要的。 本论文对DSL技术中的关键技术时域均衡算法进行了系统的研究,并进行了ADSL收发器片上系统设计。本文的研究工作及结论对于进行DSL系统时域均衡器设计及ADSL收发器片上系统设计有参考和指导意义。 概括起来,本文的主要研究工作及其特点包括: 1.首先介绍了课题的研究背景,指出了本文选题的目的和实际意义,总结了时域均衡算法和片上系统设计的国内外研究现状和发展趋势。 2.详细介绍离散多音频调制原理,对MMSE信道缩短法和基于其他代价函数的时域均衡器设计方法的进行了系统全面的分析和阐述,分析了各自的优缺点;对时域均衡器结构进行研究;仿真比较了各种时域均衡方法,为进行时域均衡器设计时均衡算法、均衡器结构的选择提供了有价值的参考。 3.通信系统中的均衡技术一直是与整个系统性能密切相关的重要研究课 哈尔滨工程大学博士学位论文题,复杂度不能太高而又必须保证一定的性能是衡量均衡器好坏的标准,本 .文从降低时域均衡器计算复杂度和优化性能角度本文提出一种低复杂度WSE时域均衡算法。通过先选择判决时延,再进行时域均衡器抽头系数求解的方法降低了时域均衡计算复杂度;对于均衡器抽头系数的求解使用了加权技术,通过对角矩阵变换,Z扩展,使用不同的能量约束条件对算法求解,结果表明这种约束有效的抑制了噪声增强,与常用删SE比较,该算法有更佳的均衡效果,算法性能得到了提高:论文还对数字化实现时域均衡算法中每一部分参数的精度、变量的动态范围进行了模拟研究,对时域均衡的软硬件实现进行了设计。 4.DSL线路实际工作环境存在各种干扰,尤其当多用户时,串音干扰很严重,对于采用基于信道估计的时域均衡算法,如果使用对噪声敏感的算法进行信道估计,必然影响均衡效果,因此需要采用具有抗噪声,估计精度高 .的估计算法。针对多用户时,近端串音干扰严重的问题,本文提出一种基于低秩Hankel近似的总体最小二乘信道估计的时域均衡算法,该算法的优点是能够有效的消除观测序列中的噪声干扰,很好解决了在DSL系统信道估计过程中串音噪声干扰问题:在信噪比较低情况下仍保持很好的估计性能;在高信噪比时能处理较短数据序列而获得较理想性能:具有数值稳定性好、估计精度高的特点。 5.在ADSL收发器片上系统设计中,重点放在系统仿真和嵌入软件设计。建立了收发器系统仿真模型,通过系统优化仿真来确定影响ADSL收发器性能的关键模块算法结构和优化参数选择:提出了优化算法性能的相应措施,所得结果对片上系统设计有指导意义;确定了收发器片上系统结构,对提供ADSL收发器片上系统芯片硬件系统正常运行的嵌入式软件进行了详细设计。

闫绍敏[2]2004年在《ADSL传输系统的IFFT/FFT算法研究与FPGA实现》文中认为现在ADSL的热潮已经席卷世界各地,在中国得到了迅速发展,但还存在着传输速率低等缺陷。FFT处理器是ADSL的核心,它的性能直接影响着ADSL的传输性能,因此如何设计高性能FFT处理器已经成为目前控制理论与控制工程领域的热点研究课题。 本文对ADSL传输系统中的FFT处理器算法和硬件实现进行了研究,主要工作如下: 1、在对ADSL传输系统研究的基础上,完成了模拟前端和数字信号处理的部分设计。 2、从提高FFT处理器速度的角度出发,对FFT进行了理论研究,优化了FFT的算法。 3、在分析和比较目前存在的FFT处理器后,确定使用PLD芯片来设计FFT处理器,本课题综合考虑了芯片的硬件特性,设计了新的FFT处理器算法,提高了传输速率,设计的FFT处理器具有良好的扩展性,可容易地完成对FFT处理器的升级。设计中选用Quartus Ⅱ编程环境、VHDL语言、层次化的设计方法。 4、在MATLAB和QUARTUS Ⅱ仿真平台上,对设计成功的FFT处理器进行了仿真处理,结果证明FFT处理器具有高性能。

陆云峰[3]2015年在《基于OFDM的测井电缆高速遥测技术研究》文中认为使用OFDM技术来进一步提高测井遥测系统的传输速率已经是业内共识。目前兴起的网络测井的概念更是推动了测井电缆遥测系统OFDM技术的发展。本文旨在获得OFDM技术在测井电缆遥测系统中实现的架构,并对其中的关键因素进行详细的分析。测井电缆是限制测井遥测系统传输速率的关键因素。本文从测井遥测系统的模拟信号通道着手,分析T5模式下7千米7心电缆的传输特性以及接收两端的变压器的幅频特性,并将其数字化使之成为数值仿真计算平台的子模块。在此基础之上提出OFDM技术在测井电缆遥测中的架构和关键的任务模块。测井电缆OFDM系统是双调制模块,分为频域调制和时域调制。在频域调制,本文研究数据流的伪随机化,纠错码编码以及分组交织的任务,并且利用IFFT技术将频域数据流变换到时域的数据流。而在时域调制解调模块中,同步任务是最为关键的:本文从算法和数值计算两个角度分析了符号同步与采样时钟同步的相互影响关系,提出适用于测井电缆遥测系统的符号同步误差—采样频偏联合估计的同步方案,并使用matlab进行数值仿真验证。对于测井电缆信道对OFDM时域波形造成严重拖尾的影响,本文采用最小均方差设计维纳滤波器的思想,将电缆信道拖尾缩短在可控时间范围之内。最后本文研究使用比特分配算法,使OFDM测井电缆遥测系统达到事先设计的传输速率。数值计算仿真的结果表明得到的比特分配达到了系统设计的要求。通过对OFDM测井电缆遥测系统的数值计算仿真研究,本文得到了一些关于器件选型和功能模块将要具体实现的过程的想法,以供工程开发人员参考。

张遥[4]2007年在《基于ADSL技术的某高炮通信Modem设计》文中指出本课题内容来源于实际军品工程项目,属于数字信号处理(DSP)技术在通信领域的应用范畴。该课题的主要任务是应用ADSL技术设计一个时分双工、数话同传的专线通信Modem,是民用技术改造用于其它领域的一次尝试。尽管ADSL技术现在已经非常成熟,但是要应用于实时专线通信系统还存在许多技术难点需要解决,软硬件结构上都需要相当程度的改造。本次设计摒弃了复杂的MCU+DSP+模拟前端结构,仅使用一块可编程DSP实现线上调制功能,是ADSL技术应用的有益的改造。本文首先分析比较了铜线传输技术特点,阐明了ADSL调制解调技术的技术原理;其次,根据功能特性设计了Modem的叁个基本模块,并估算了数字信号处理模块作为核心部分的运算负担,从处理速度角度论证了方案的可行性。本文的核心在于硬件设计和DMT调制技术关键算法的研究。硬件方面包括与主机的通信接口、DSP芯片外围电路及存储器扩展、模拟前端芯片及其外围、线路驱动,4、2线混合模块和语音分离器等模块设计;软件设计方面,重点研究了DMT调制技术中的FFT、IFFT和比特分配算法,并用对算法的性能做了相关仿真。实现了Modem的异步串行通信软件。本设计基本达到了部队某高炮系统实时通信Modem的技术指标,为整个项目的后续技术改造奠定了基础。

参考文献:

[1]. DSL系统时域均衡算法研究及ADSL收发器片上系统设计[D]. 吴国伟. 哈尔滨工程大学. 2002

[2]. ADSL传输系统的IFFT/FFT算法研究与FPGA实现[D]. 闫绍敏. 浙江工业大学. 2004

[3]. 基于OFDM的测井电缆高速遥测技术研究[D]. 陆云峰. 中国石油大学(华东). 2015

[4]. 基于ADSL技术的某高炮通信Modem设计[D]. 张遥. 南京理工大学. 2007

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