˘ ˇ ˆ - eth z · ddc agc h mem agc mmsemimo detector demux dac 1 adc 0 adc 1 config bus config...

Post on 22-Apr-2018

221 Views

Category:

Documents

2 Downloads

Preview:

Click to see full reader

TRANSCRIPT

�������������� ���� ����������������������� ���� �������������������

������������������������������������������� ����������� ����

������������������ ����� �������� �!����������������������� ����� �������� �!�����

��� ��!��"����������#����$��������� ��� %���� ��!��"����������#����$��������� ��� %�

&������������$��!'�(������'�)&������������$��!'�(������'�)

����!�������' ��� �(������'����!�������' ��� �(������'

*���+,��$*���+,��$

Slide Slide 22

������������

�� ��-�����-���

�� �� ������ ����

�� .�'���������� .�'����������

�� ����/���������������/�����������

�� ���$����������$�������

�� 0��������� �!0��������� �!

�� ��� ������� ��� �������

�� ������'�)�&���� � ������'�)�&���� �

Slide Slide 33

��-�����-���

�� *1�����$������������������$!$��� ���������������'*1�����$������������������$!$��� ���������������'

�� ��-�����������������������������-�����������������������������������!��$���-������������!��$���-������

�� ������������������1�'�� � ������������������!��$� ������������������1�'�� � ������������������!��$�

�� ��!��$�����2���3�*1������������ ����/�����������������!��$�����2���3�*1������������ ����/���������������

����$���/���������1�'����$���/���������1�'

�� *-��������������-����������!��$� �����������*-��������������-����������!��$� �������������/����/����

����� �����

�� �������������� !�������� �!� �������������� !�������� �!� ����������

�� ��������� ���'���������� ���'�

�� &� �������������������-�������������� �$�����!&� �������������������-�������������� �$�����!

�� ��-� �!������� �����1��� � ����1 ��!� ������� ��-� �!������� �����1��� � ����1 ��!� �������

�� ���&����!�������&����!����

�� ������'� �� ��������������&����!������������ ' ��� ������'� �� ��������������&����!������������ ' ���

�� ����2������'������ !� �������&����������������2������'������ !� �������&������������

Slide Slide 44

.�'�������� .�'��������

�� �� ����� �������1��� ����456�77��8#(�"9�� ����� �������1��� ����456�77��8#(�"9

�� �/����� ���� ������$����������� ��/����� ���� ������$����������� �

�� �����������!����� 3������:1:�����������!����� 3������:1:

�� ��������� ��������:1;6���� ���������� ��������:1;6���� �8 �������������1�!9

�� ��������������������������������

�� ��<���� ��� !�������� �!��<���� ��� !�������� �!

�� ���&��������������� ����������!��$� ���&��������������� ����������!��$�

�� *�����'�*��*�����'�*����������������

Slide Slide 55

.�'���������� .�'����������

�� �����������=���������� 3�����������=���������� 3

�� �!�������)������������� �!�������)�������������

�� 45�� � �� �!�76�����>������7:�����>����-����� 45�� � �� �!�76�����>������7:�����>����-�����

�� �!����������65���2�!����������65���2

�� 6�:�<�2�����;�6�<�2����������� 6�:�<�2�����;�6�<�2�����������

�� ����!��<&����!��<&

65���265���2&$����������/��$&$����������/��$

?76�;�%�2?76�;�%�2�������������@����'� ����!�������������@����'� ����!

5�4�A 5�4�A <���������-��<���������-��

:�A :�A ����� '��������������� '����������

:4�������:����:4�������:����"�������� �������� "�������� ��������

��.��B��.�� ��.��B��.��

7CB����C:B��7CB����C:B����������������

Slide Slide 66

(������'�*@������(������'�*@������

�� *@���������������/���� ���������� ��� ����$*@���������������/���� ���������� ��� ����$

��������&$������ �����

������ &4&$����� �������

<����������������� ����

Slide Slide 77

����/���������������/�����������

�� � �������/�$��&���������� � �������/�$��&����������

�� *1����������������*1����������������

�� ����� �/�$���>�������� �/�$���>���

��-����� �����0���1������<� ��-����� �����0���1������<�

�� ��������������������������������������

�� ������������������� 3������������������� 3

�� ?6������!��� �D�755���2?6������!��� �D�755���2

�� :55�� > �!����������:55�� > �!����������

����/��$����/��$

�� &��!�����������$ ���&&��!�����������$ ���&

Slide Slide 88

�>��������>�������

�� 755�� � ��������-�����������755�� � ��������-�����������

�� 71�������$�������76;�� � ��7:71�������$�������76;�� � ��7:�����&������&���&������&

�� 61�75;�� � ��7661�75;�� � ��76����� &������&��� &������&

�� E�(�"E�0���1����7555���<�E�(�"E�0���1����7555���<�

�� �!�����>��!�����>�

�� F ������������� �!�8��<��� �!�9F ������������� �!�8��<��� �!�9

�� �!�������!����������-�� ��87GH9��-�� ��87GH9

�� �!�����/��!�����/�����-�� ��874H9��-�� ��874H9

�� ��������!���������8CH9��������!���������8CH9

�� �'��$��2����8I�;5H9�'��$��2����8I�;5H9

0���1���7555

�>��>�

Slide Slide 99

��<���������<�������

�� 0���1����C555���<��)������������0���1����C555���<��)������������

�� C��!��� ���<�C��!��� ���<�

�� 6;C�� ������6;C�� ������

�� �!�����>��!�����>�

�� F �������� ������)�-��������� �!F �������� ������)�-��������� �!

�� ����������������>��������8���9�8GH9>��������8���9�8GH9

�� ������$������� ������������$������� ������

�� (������������������8���*9�865H9(������������������8���*9�865H9

�� &$�����������!�80����9�8I�7;H9&$�����������!�80����9�8I�7;H9

�� &������� % &������� %

�� ������������$ ���&�>�������������������$ ���&�>�������

�� &��������1�����������!��<&&��������1�����������!��<&

0���1���C555

�!����>�

�����

Slide Slide 1010

132 MB/s each

I/OModule

I/OModule

BasebandModule

PCINode

HostPC

66 MB/s each

HEARTBus

HSBBus Configuration messages, based on AMBA-APB standard

PCI Bus

&��!������)�����������������&��!������)�����������������

�� (/(/�� ����� ������� �8�� 9� ����� ������� �8�� 9�

������ ���������� ������ ����������

�� &��!��� ��$��������� ���&��!��� ��$��������� ���

�$��$!$� �������!��� �$��$!$� �������!���

�� ��!��� ��$����<� ��!��� ��$����<�

�� F ����������������!������F ����������������!������

����<� ����<�

�� ������������������������������

�� ���/ �����������$���� ��������/ �����������$���� �����

������'�����������������'�����������

�� ������������ ���>����-��������������� ���>����-���

������'��>�����$������������'��>�����$������

�� &��!�������� �!� �����&��!�������� �!� �����

����1�$��!����� ��>!�������1�$��!����� ��>!���

���� ��-������������ ���� ��-������������

�� � �������1 � �������1�������� ������

Slide Slide 1111

ScramblerEncoder

Interleaver

PLCP

CP &Preambles

FFTProcessor

SymbolMapper

H Estim.

Tx Buffer

PHY

PMD

Host Interface

FromPCI

ToPCI

FPGA 1 FPGA 2 & 3

Rx Buffer

DAC 0

SyncFIFO

DUC

DUC

DDC

DDC

AGC

AGCH Mem

MMSEMIMO Detector

Dem

ux

DAC 1

ADC 0

ADC 1

Config Bus Debug PortConfig Bus

HSB ChipScope

Config Bus Debug Port

ChipScopeHSB

DeinterleaverDecoder

Descrambler

�!���� � ��������=�!���� � ��������=

�� �����������1�������456�77����=�1�������456�77����=

�� 0��(���(��������������������������?���<� 0��(���(��������������������������?���<�

�� ���������������������/�$������:��1�����:��1�������� �����������/�$������:��1�����:��1��������

�� ��!��� ���-�� � ������������/��$�����$��������������!��� ���-�� � ������������/��$�����$������������

���/�����$���� ���������� �!������������$���������� ����/�����$���� ���������� �!������������$���������� �

�� � ��������������/ ����������������/�$�������� ��������������/ ����������������/�$�������

Slide Slide 1212

ChannelEmulator

FPGA 2

DAC 0

Sync & CPRemoval

DAC 1

ADC 0

ADC 1

Config Bus Debug Port

ChipScopeHSB

�������������$�������������$

�� ��%��������' ��%��������'

�� �������% �����������/�$����������$��� $�%�������������������% �����������/�$����������$��� $�%������������

�������!������$��!$��� ��������!������$��!$��� ����� ���� �� ����

�� ��!������� �!�������� �8��!���$������� ��������������!������� �!�������� �8��!���$������� ������������

��������� '��$��2��������9������� �'��������������'��$������������ '��$��2��������9������� �'��������������'��$���

��!��$� ��!��$�

�� *1�����3���*1�����3����� ' �����$������������� ' �����$�������������

�� �������!!�!����������������� ����������!!�!����������������� �����

���� ���$��6������ !� �������������������� ���$��6������ !� ����������������

/�$���:1:��$�������������������!���/�$���:1:��$�������������������!���

�$�� ����8������������9������ �$�� ����8������������9������

Slide Slide 1313

0 5 10 15 20 25 30 35 40−120

−100

−80

−60

−40

−20

0

20

Frequency (Hz)

Mag

nitu

de (

dB)

�!����F��&�-�� ��8�F&9�!����F��&�-�� ��8�F&9

�� �������-�� ������65�� � ��������-�� ������65�� � �

��45�� � ����/� ��!� ��45�� � ����/� ��!�

�� �B�����������65���2��B�����������65���2�

�!�������!������

�� ���!������������!���������

�� �-���������������!�$3�-���������������!�$3

J��� ������ ����� J��� ������ �����

complex->Real Imag

Imag

Real

1 0 -1 0cos

0 -1 0 1-sin

DAC

complex valued

real valued

40M020M0 80M040M0 80M0 80M0 20M

2x up sample FIR1 2x up sample FIR2

80MSPS40MSPS20MSPS

Slide Slide 1414

��������<���&�����8�<&9��������<���&�����8�<&9

�� �� % �� %

�� &���� �-�������������������&���� �-�������������������

�� &���� � !�����������������$��&���� � !�����������������$��

��������$����&��������$����&

�� �� ���� �� ����������� ������ ���� �� ����������� ����

�� ������������������������������������������������������

�� �����$�� ���������������������'�����$�� ���������������������'

��������K(� L��������K(� L

��G?�� ��������/��G?�� ��������/��

:�A :�A

��??�� ��������/��??�� ��������/��

:�A :�A

�!�����<&�K� L�!�����<&�K� L

����!��<&�K� L����!��<&�K� L

ADC DDCAGC

fifc

����!��<&����!��<& �!�����<&�!�����<&

Slide Slide 1515

mixer

switchLNA

5.2GHz

mixer

2.4GHz

5.2GHz

LNA

2.4GHz

lowpassattenuator channel filter

LNA lowpass LNA

band filterband filter

SAW

lowpass SAWmixer switchamplifier

5.2GHz

mixer bandpass amplifier

2.4GHz

���&$�����&$��

�� �����$�����'����� !������$�����'����� !�

�� 6�:�<�2�����;�6�<�2�������� 6�:�<�2�����;�6�<�2��������

�� �!����'��������������������!����'�������������������

�� �1�1���$���!��3�$���!��3

7:�;�� ���:;�;�� 7:�;�� ���:;�;��

�� ���������� �����������!����������� �����������!�

���% ���%

�� " ���!���3�" ���!���3�

�� D���1����!��3�C�C�� D���1����!��3�C�C��

Slide Slide 1616

2 4 6 8 10 12−45

−40

−35

−30

−25

−20

−15

−10

−5

0Relative Constellation RMS Error

Twiddle Factors WW (bit)

RM

S E

rror

(dB

)

WW=6

WW=7

WW=8

WW=9

WW=10

WW=11

WW=12

Memory 0

WW

N

Memory 1

WW

N

TwiddleLUT

Bar

rel S

hif

ter

Bar

rel S

hif

terButterfly

Controller

+/-j

��������������������������������

�� �������$��������������$�������

�� C:���� �����1C:���� �����1��::

�� :������1��������� :������1���������

�� 61:�����'����% 61:�����'����%

�� ����������

�� &�����!�:���� �����������'�&�����!�:���� �����������'�

���/ �����������$����������'���/ �����������$����������'

������������

�� �$��:1:4���������'������� ��$��:1:4���������'������� �

��������������7J6��'��� ��������������7J6��'���

�� :���� ���6�:�A �D�45���2���0���1���:���� ���6�:�A �D�45���2���0���1���

�� &����������>��������������&����������>��������������

�� ���� ����� �

�� ��@������� ����456�77�3��@������� ����456�77�3

��;�� �D�C����> �����;�� �D�C����> �������6;�� �D�;:���� > 6;�� �D�;:���� >

Slide Slide 1717

&$�����������!&$�����������!

�� 0���������������&0���������������&

�� 456�77����-����������456�77����-����������

�� .MG���M7>6��!.MG���M7>6��!55M7??��!M7??��!77M7G7M7G7

�� ;;����� ������ ��������� ������ ������

�� ��������%����!�$�(MC5��������%����!�$�(MC5

�� ����'�������������$�����������'�������������$�������

8C:��&����� 98C:��&����� 9

�� ���--�����$�����'��������--�����$�����'�������

�������� ���! �����1�$��!��������� ���! �����1�$��!�

���������$��!$����$��!$���&��%�����&��%�����

7�C67���7�C67���66

8��������98��������96:5���� 6:5����

6:5���2�6:5���2�

8�� ���98�� ���9

���&���&

F�&��5�6;�F�&��5�6;�AA��

N7;H���N7;H���

��<�� ��� ��<�� ��� O45���� O45���� O45���2O45���2

��<���<�

E&60C555E&60C555��CC

��! ���*1�$��!�

Slide Slide 1818

������������������������������

�� 456�77�������� ��������456�77�������� ��������

�� ����������� ������������������� ��������

�� ������'����������� $�����������������������������'����������� $�����������������������

�� ������%/���������%/�������������'���������������� � �������������1���������'���������������� � �������������1�

������� ��/�$����������� ���8�������������������9������� ��/�$����������� ���8�������������������9

�� �� ��:� '��� ������� ��-������������$�����������!�� ��:� '��� ������� ��-������������$�����������!

Short Preambles Long Preambles Signal Train. 1 Train. 2 Data x

8 us 4 us 4 us 4 us

Ntx

Train. 3 Train. 4

4 us

Data 1 Data 2

Short Preambles Long Preambles Signal Data 1 Data 2 Data x

8 us 4 us 4 us 4 us

Slide Slide 1919

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

1

1

1

1

1

-1

1

-1

1

1

-1

-1

1

-1

-1

1

2

2

2

2

Symbol 1 Symbol 2 Symbol 3 Symbol 4

Time orthogonal

Code orthogonal

Tone orthogonal

Symbol 1 Symbol 2 Symbol 3 Symbol 4

Symbol 1 Symbol 2 Symbol 3 Symbol 4

Ant

enna

s

Symbols

Symbols

Symbols

Ant

enna

sA

nten

nas

�����&$�����������!�����&$�����������!

�� ��!��������!� '�����!��������!� '���

�� �$��������'���$��������$��������'���$�������

�$�������������� ��������$�������������� �������

������ �!��������!� '��������� �!��������!� '���

�� ����������3�$!$�����������������3�$!$���������

����������������������������������������������

������������'�������������'�

�� ���������!� '��� ���������!� '���

�� ���/ �������� ��������-������/ �������� ��������-���

�����!�����������$���������!�����������$����

�� &�����������$�����@����'�&�����������$�����@����'�

�������������1���������������������1��������

���-���$�������� ��������-���$�������� �����

�� ������� ������ �$��� �������� ������ �$��� �

�� ����������$!���������!��� ����������$!���������!�

�@����� ��������������� �@����� ���������������

���@����'����� � ���@����'����� �

Slide Slide 2020

0��������� �!0��������� �!

�� ����/�������*���������������/3����/�������*���������������/3

�� ���������� ' ���� �� �@���������� ������ ����'���������������������� ' ���� �� �@���������� ������ ����'������������

�� �$������-���$� ���&����������$�� ��������$��������$������-���$� ���&����������$�� ��������$�������

�� &$������� ����������������� �!������������'&$������� ����������������� �!������������'

�� ���*�� ������ ����*�� ������ �

�������������$��������������$�

���� ��������'���� ��������'

&$�����* �����

nGnH

Channel Estimation

PreprocessingEqualization & Detection

Training Data

nG

nH

����!

nG

����'����;6����

0��������� �!�F��

( ) 12H Hn n n nσ

−= +G H H I H

n n n=z G y

����� �����

ny

(�����'

Slide Slide 2121

�� ����/�������*������������/�������*��������

�� ���*�� ������ �����������*�� ������ ��������

�����$���/ ������$���/ �hhii ����HH��� �!��$���� �!��$�

����1����1���-�� ���������-�� ��������

�� ��<�������������3��<�������������3

�� E�(�"E�0���1E�(�"E�0���1������

�� &��%�����3�:5���2&��%�����3�:5���2

�� ����3�75H�����E&60C555����3�75H�����E&60C555��CC

�� �������!����!�3������?5�� ��"��8/�$�7G�������$����9�������!����!�3������?5�� ��"��8/�$�7G�������$����9

�� ������� �!3�������� �!3�6�6�µ >������ � (�����'3�6J������ '���

� *@���2���>���������$��!$���3�75� '��� >

� ����������������/�$��/����������������� �865H9

0��������� �!0��������� �!

5 10 15 20 25 30 35 4010

−4

10−3

10−2

10−1

100

SNR [dB]

BE

R

Ideal MMSEFixPoint, 15bitFixPoint, 16bitFixPoint, 17bit

Slide Slide 2222

0 10 20 30 4050

100

150

200

250

300

350

�$��!$����K��> L

�"�K� L

6:;�:���> �D�6:�� ��"�

J?�?���> �D�76�� ��"�

74?�:���> �D�65�� ��"�76C�:���> �

D�7C�� ��"�

0��������� �!0��������� �!

�� ����-��� �$��������������&�����(��������3����-��� �$��������������&�����(��������3

�� � �������.�����������������!��� � �������.�����������������!�����$/�����$/���> ��%> ��%

�� ��$�-� �������������� �����(��$�-� �������������� �����(

�� 0��'��/������1�'3�7���0��'��/������1�'3�7���66 �������������5�6;��������������5�6;�P�P� ���� ����

�� 746746 ��� ��� D�D�65�� 65�� �"���"�� ��������$��!$����- ���"�

"�1M"�1M:���������3�7CB��"�1M"�1M:���������3�7CB��

Slide Slide 2323

0��������� �!0��������� �!

*1$�� �-������$��(

��.

B��.

7C�B��

717 616 ?1? :1:

��$���

;1; C1C

C:�B��

�������

�������

��� ������

� �����

���������������

(�������$�

Slide Slide 2424

FIR 0

FIR 1

FIR 2

FIR 3

Noise Gen.Tx 0

Tx 1

Tx 2

Tx 3

Rx 0

Rx 1

Rx 2

Rx 3

Delay LineDelaySelect

Data in

CoefficientRAM

Contribution ofa single Tap

������ ' ����&$������*������ ' ����&$������*������

�� ���$����������$�������

�� :� ����������������� �/�$� �����:� ����������������� �/�$� �������

��������� ���������

�� �$��:���������� �������!����:���� ��$��:���������� �������!����:���� �

�$���� ������ �����!����@����'�������$���� ������ �����!����@����'������

�������� $��������!��$���1�������� $��������!��$���1��������

�� &������� �������������������$��&������� �������������������$��

$ ���&����� ����������%���� $ ���&����� ����������%����

�� � ���� �����������<�� ���� ��������<�� ���� ��

!�������!�������

�� ��<������2�����<������2���

�� :�����'���� �������$������ �������7�:�����'���� �������$������ �������7�

����'�����������$����������/��!������'�����������$����������/��!��

�-�! ���� $������������ �8N:���� 9 �-�! ���� $������������ �8N:���� 9

�� �� !�� ��1�$��!������/�$������ !�� ��1�$��!������/�$����

����������

�� ���E&607555���E&607555��::

�� 66��������������� �������������

�� 6;C���������� �� 6;C���������� ��

Slide Slide 2525

��� ������� ��� �������

�� ��<���$���������������<���$�������������

�� F������ �������������1�!�F������ �������������1�!�

���*����������:1:��B��.����*����������:1:��B��.�

��'��!$�����!�����@����'��'��!$�����!�����@����'����������

�$������$�����

�� ���������������� ����������������� �

�� �1���1���������#����*�����#����*

/�$��$������� �����/�$��$������� �����

�� �����!�����!���������*����������������*���������

/�$��$������� �����/�$��$������� �����

�� �����!�����!���������*����������������*���������

/�$����������$������%�//�$����������$������%�/��

���!��8���������� ������9���!��8���������� ������9

�� � �� �� �� �

�� �1���1�����������*�����<���������*�����<��

$/ ���������������-�� $/ ���������������-��

?5�� ��"��8�������'��� !�9�?5�� ��"��8�������'��� !�9�

�� ��!��������������$��������!��������������$������

� ������ �����

�� �/����������!� '��� ����/����������!� '��� ���

�$ ���� �������� �C�� ��$ ���� �������� �C�� �

���/��������1��/�����/��������1��/��5 10 15 20 25 30 35

10−4

10−3

10−2

10−1

100

SNR (dB)

BE

R

HW MMSEMatlab MMSEReference simulation

Slide Slide 2626

−20 −10 0 10 20 3010

−3

10−2

10−1

100

SNR (dB)

BE

R

Average and per antenna BER (SISO, QPSK)

Average BERBER Ant 1BER Ant 2BER Ant 3BER Ant 4Rayleigh, perfect H

��������'��!$�����!�&$�������������'��!$�����!�&$�����

�� ���������� ������� �:� ���������������� �:� ���������

��'��!$�����!�����@����'��'��!$�����!�����@����'��������������

�������% �������%

�� F�������B��.F�������B��.

�� 6�:�<�2�����6�:�<�2�����

�� ���������� �������/�$����������� �������/�$�

���������$������%�/���!�����������$������%�/���!��

���������������� ����������������

OFDM Modem

RFTx

Rayleigh fading

RFRx

Rayleigh fadingRayleigh fadingRayleigh fading

PropSim C8

Slide Slide 2727

OFDM Modem

RFTx

Rayleigh fading2x4 MIMO

channel

RFRx

PropSim C8

616��61?��61:�����616��61?��61:�����

�� ���������� ������� ������������� ������

�$������8��'��!$�����!���$������8��'��!$�����!��

���@����'���@����'������9�����9�

�� F������ �������������1�!F������ �������������1�!

�� B��.��+�������!B��.��+�������!

�� 6�:�<�2�����6�:�<�2�����

�� ��������� �!������������������ �!���������

−5 0 5 10 15 20 2510

−4

10−3

10−2

10−1

100

SNR (dB)

BE

R

2x2 HW2x3 HW2x4 HW2x2 Ref, perfect H2x3 Ref, perfect H2x4 Ref, perfect H

Slide Slide 2828

&���� �&���� �

�� :1:�����:1:�������������� ����� ���� ������� ����� ����

�� �����������1�������456�77����=�����<��8������9������&���'���1�������456�77����=�����<��8������9������&���'��

�� ���*�$���/�������������*�$���/����������

�� �� ����0�����)���$��������������& �� ����0�����)���$��������������&

�� �'��$��2���������$������� ��������!��$� ���������'��'��$��2���������$������� ��������!��$� ���������'�

�������-� �!����������-� �!���

�� 6�:�<�2�����;�6�<�2����������� 6�:�<�2�����;�6�<�2�����������

�� ����������� ������� 3� ��.��B��.�����7CB������������� ������� 3� ��.��B��.�����7CB��

�� �������/�%�������/�%

�� ����2��������-����������-�����!��$� ����2��������-����������-�����!��$�

�� �������������� �$�����!����������-������������� �$�����!����������-���������

�� ����������� ������������� �� ����� � ������������� �� �����

�� ��-� �!����������� ����� ��-� �!����������� �����

�� ��������������-������-�����$��$�������������������� ����������������������� ������

Slide Slide 2929

������������ �����(���� �����(��

�� �� ���@�������� ���@������

�� ��������������

�� ���������� &4&4

�� �� ������ ����

�� � ���������� �! � ���������� �!

�� ��������������������

�������

� ��������� �!

������&4

����������

top related