Upload
truongthuy
View
221
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
�������������� ���� ����������������������� ���� �������������������
������������������������������������������� ����������� ����
������������������ ����� �������� �!����������������������� ����� �������� �!�����
��� ��!��"����������#����$��������� ��� %���� ��!��"����������#����$��������� ��� %�
&������������$��!'�(������'�)&������������$��!'�(������'�)
����!�������' ��� �(������'����!�������' ��� �(������'
*���+,��$*���+,��$
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
����������