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Vectoring DSL的串扰抵消算法研究及抵消值并行运算的ASIC实现

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第1章 绪 论

1.1 课题来源及研究目的和意义

1.2 DSL技术介绍

1.3 VDSL2技术概述

1.4 DSL技术的信号传输损伤

1.5 国内外发展现状

1.6 本文主要研究内容

第2章 G.993.5的相关分析

2.1 DSL系统模型

2.2 误差样本反馈机制

2.3 导频序列

2.4 同步方式

2.5 本章小结

第3章 抵消系数算法研究

3.1 信道估计

3.2 抵消原理

3.3 本章小结

第4章 硬件实现的工程优化

4.1部分强串扰线路抵消

4.2 部分强增益子信道线路串扰抵消

4.3 系数多子信道复用

4.4 数据压缩

4.5 本章小结

第5章 抵消值运算的ASIC实现及其仿真

5.1 ASIC技术简介

5.2 硬件开发流程

5.3 设计目标及性能要求

5.4 并行处理技术

5.5 硬件实现总体设计及子模块划分

5.6 速率提升结果

5.7 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢

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摘要

在传统的DSL技术中,由于技术与频谱范围的限制,串扰通常被作为背景噪声来看待。但随着DSL技术的飞速发展,特别是在VDSL2出现以后,频谱可用范围已经达到30MHz。但通信的承载介质还是传统的铜线电缆,其在高频频段的低隔离度的特性使线路间产生了更加严重的串扰。过高的串扰会降低接收端SNR、限制用户速率、导致高误码率、产生高掉线率等问题。为了克服以上问题,先后出现了静态频谱管理技术与动态频谱管理技术。静态频谱管理技术由于使用了整个系统最低的发送功率,严重影响了其他一些线路的传输性能,限制了相关传输速率。动态频谱管理技术虽然通过调整发送的频谱,获得了更高的速率与稳定性,但在某些串扰较强的场景中,动态频谱管理的性能并不理想。为了彻底抵消串音干扰的影响,一种叫做Vectoring DSL的技术随后被引入。国际通信联盟也通过了一项标准协议 G.993.5来定义此项技术。而Vectoring DSL技术应用的两个重要难题是:串扰抵消系数的计算;在串扰抵消系数得到的情况下,求解串音干扰抵消值时的巨大的复数矩阵乘法运算。
  本文首先对G.993.5进行详细的分析,并根据G.993.5和相关应用的特性,针对串扰系数矩阵的计算,提出了选用一阶近似法来进行串扰抵消系数的运算,其具有运算量较小,性能较高的特点,满足了工程中的实际需求。由于ASIC技术拥有众多优点,本文选用了ASIC技术来完成串音干扰抵消值的运算。但是在实现中,还是碰到了运算量过大,占用传输带宽过大等问题。针对这些问题,本文也提出了一系列的工程优化方案,包括MME数据压缩,部分串扰抵消,多子信道复用系数等技术。最后,详细设计了整个抵消值计算的ASIC实现,包括整体方案设计,子模块划分,模块内部的详细设计等。同时也进行了相应的功能仿真来验证设计的正确性。设计完成后,将其应用于Vectoring DSL系统,结果线路速率有明显的提升,并达到了预期的下行速率为100Mbps以上的性能目标。

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