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EDGE调制解调的ASIC设计与实现

作 者: 庞海朋
导 师: 张民选
学 校: 国防科学技术大学
专 业: 软件工程
关键词: EDGE 多模基带芯片 ASIC Viterbi均衡 LMS自适应滤波 判决反馈均衡 公共运算单元
分类号: TN492
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要


由于当前国内3G刚刚起步,3G网络无论在覆盖率还是稳定性上无法完全取代现有的2G网络,因此支持2G和3G的多模基带芯片市场巨大。开发出专用的EDGE基带调制解调IP核不仅有利于多模基带芯片的模块化管理,亦可为手机生产厂家提供差异化的解决方案。本文结合某公司基带芯片设计需求,深入研究了EDGE调制解调的ASIC实现,完成了各个关键模块的结构设计和RTL级设计及FPGA验证。首先本文提出设计需求,确定设计需求后在MATLAB上开发工具箱EDGEsim对系统建模,以评估选用算法(如GMSK解调用的Viterbi均衡及8PSK用的基于LMS自适应滤波判决反馈均衡等)的复杂度、对系统性能做仿真并为模块的硬件设计提供测试源。模块的硬件设计采用“突发处理单元+公共运算单元+存储管理单元”的架构,该架构的最大优势是在满足数据吞吐量的前提下通过复用运算单元来压缩面积。硬件实现后通过功能仿真确认了设计与系统规范的等价性。功能仿真后将基带调制解调下载到FPGA配合射频芯片及协议栈完成调制解调功能(采用业内普遍认可的CMU200加载B-17选件的环回模式做误码率检测)的测试。最后本文给出了设计的综合结果,本设计在TSMC90nm库以约12.1万门的资源开销即可完成系统所需工作,仅是该公司之前的GSM调制解调模块资源开销的70%左右,系统运行时钟52MHZ,相比于DSP方案的78MHZ工作时钟有了较为明显的频降。

全文目录


摘要  10-11
ABSTRACT  11-12
第一章 绪论  12-24
  1.1 课题研究背景  12-13
  1.2 EDGE概述  13-16
    1.2.1 EDGE技术特点  13-15
    1.2.2 EDGE相关协议  15-16
  1.3 基带芯片与基带调制解调  16-19
    1.3.1 基带芯片架构分析  16-18
    1.3.2 基带调制解调在基带芯片中的位置  18-19
  1.4 相关研究  19-23
    1.4.1 未来通信技术发展趋势  19-20
    1.4.2 解调通路中的同步和模式识别算法  20-21
    1.4.3 解调通路中的信道估计和均衡算法  21-23
  1.5 本文主要工作及论文组织结构  23-24
第二章 基带调制解调设计方案  24-36
  2.1 基带调制解调设计需求分析  24-25
  2.2 系统建模与仿真  25-27
  2.3 基带调制解调设计划分  27-35
    2.3.1 存储管理单元  29-31
    2.3.2 公共运算单元  31-34
    2.3.3 突发处理单元  34-35
  2.4 本章小结  35-36
第三章 调制通路设计与实现  36-43
  3.1 GMSK调制  36-39
    3.1.1 GMSK调制原理  36-37
    3.1.2 GMSK调制硬件实现  37-39
  3.2 8PSK调制  39-42
    3.2.1 8PSK调制原理  39-41
    3.2.2 8PSK调制硬件实现  41-42
  3.3 本章小结  42-43
第四章 解调通路设计与实现  43-67
  4.1 FB监测  43-48
    4.1.1 FB监测原理  43-44
    4.1.2 FB监测硬件实现  44-48
  4.2 模式识别  48-52
    4.2.1 模式识别原理  48-49
    4.2.2 SB定位硬件实现  49-51
    4.2.3 NB/DB识别硬件实现  51-52
  4.3 匹配滤波  52-54
    4.3.1 匹配滤波原理  52-53
    4.3.2 匹配滤波硬件实现  53-54
  4.4 GMSK解调  54-62
    4.4.1 GMSK解调原理  54-57
    4.4.2 GMSK解调硬件实现  57-62
  4.5 8PSK解调  62-66
    4.5.1 8PSK解调原理  62-64
    4.5.2 8PSK解调硬件实现  64-66
  4.6 本章小结  66-67
第五章 验证与综合  67-74
  5.1 验证  67-73
    5.1.1 测试指标  67-68
    5.1.2 功能仿真  68-70
    5.1.3 FPGA验证  70-73
  5.2 综合  73
  5.3 本章小结  73-74
第六章 结束语  74-75
  6.1 工作总结  74
  6.2 未来工作展望  74-75
致谢  75-76
参考文献  76-79
作者在学期间取得的学术成果  79

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 微电子学、集成电路(IC) > 专用集成电路
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