60GHz系統(tǒng)信道均衡器VLSI設(shè)計(jì).pdf

1、60GHz系統(tǒng)高達(dá)7GHz的免許可頻段吸引了廣泛的興趣。在短距離（?10m）室內(nèi)無(wú)線通信中60GHz系統(tǒng)能夠提供高達(dá)吉比特每秒的傳輸速率，很有希望替代有線電纜為高清多媒體接口提供無(wú)線接入方式，也很有潛力在車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)中找到應(yīng)用。
　　但是，60GHz系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)也面臨很大挑戰(zhàn)。室內(nèi)環(huán)境惡劣的多徑效應(yīng)會(huì)引起跨度達(dá)上百個(gè)符號(hào)的碼間干擾，這使得均衡器成為60GHz系統(tǒng)中必不可少的模塊。由于多徑信道抽頭較多，所以頻域均衡更優(yōu)于時(shí)域均衡，復(fù)雜度更

2、低。同時(shí)，這樣的均衡器也便于在單載波模式和OFDM模式之間切換，以很低成本就能搭建SC/OFDM雙模式均衡器。
　　單載波模式下的頻域信道均衡器包含一個(gè)FFT處理器和一個(gè)IFFT處理器。在均衡器內(nèi)這兩個(gè)模塊的計(jì)算復(fù)雜度最高，因此FFT/IFFT處理器的性能會(huì)決定整個(gè)均衡器的性能。FFT/IFFT處理器吞吐率為2Gbps，時(shí)鐘頻率為250MHz。為了滿足速度和吞吐率的要求，本文采取8路并行流水線的結(jié)構(gòu)。為了降低乘法器復(fù)雜度，本文專門

3、針對(duì)512點(diǎn)FFT提出了基-24-22-23分解算法。此外，采用3級(jí)流水線結(jié)構(gòu)的512點(diǎn)旋轉(zhuǎn)因子常系數(shù)乘法器將實(shí)現(xiàn)此乘法器所需的常系數(shù)個(gè)數(shù)從512個(gè)降低為17個(gè)，有效地減少了面積。專門為8路并行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重排序模塊使得結(jié)果以正常順序輸出，這樣FFT處理器的輸出就能直接送入IFFT處理器。為了提高SQNR，F(xiàn)FT結(jié)構(gòu)的每一級(jí)均采用了1/2的縮放因子，這種結(jié)構(gòu)有效衰減了前級(jí)引入的量化噪聲，使得輸出SQNR在內(nèi)部信號(hào)位寬為14bits時(shí)能夠達(dá)

4、到45dB。
　　本文中的FFT架構(gòu)和信道均衡器架構(gòu)均通過(guò)動(dòng)態(tài)仿真證實(shí)了功能的正確性。然后又在Xilinx ISE開(kāi)發(fā)平臺(tái)上以Virtex7系列FPGA為目標(biāo)器件進(jìn)行綜合布局布線，時(shí)序達(dá)到收斂，驗(yàn)證了架構(gòu)的可實(shí)現(xiàn)性。最后以SMIC0.13um為目標(biāo)工藝進(jìn)行綜合，完成了ASIC的前端流程。至此，信道均衡器架構(gòu)完成了仿真和驗(yàn)證，文中所提出的FFT/IFFT架構(gòu)也被證實(shí)能夠應(yīng)用于IEEE802.11.ad協(xié)議下的SC/OFDM雙模式信道