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1、 北京交通大学硕士学位论文IP-DSLAM/ADSL下行传输线路的研究与设计姓名：马晶晶申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：秦雅娟20071201 也向着化、智能化、可扩展的方向发展。技术由于其下行速率高的特点在众多技术中脱颖而出，成为主流技术。芄沟亩嗦方尤搿衫沟腎狣传输技术。时序分析工具和仿真工具对设计的方案进行了仿真，从功能和性 塞窑显盘堂亟堂僮论童畉 “谢 瓼骙篋：；籉篢 学位论文版权使用授权书艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌得学位论文作者签名： 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或
2、撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：马岛岛签字日期：卯年，月畆日 致谢感谢和我一起学习和工作过的苏伟博士、郭华明博士以及王胜军、单种等硕 随着互联网的迅猛发展，人们对远程教学、远程医疗、视频会议等多媒体应接入系统在局端有一个重要的设备就是璞福珼埘，全称数字用户线接入复用器。它不是一传统的蘔是一个完全的芄沟纳璞福簿褪浅档幕贏方 的内容也在不断的更新。早期的际腔贏网的，现在主流的设备都是基于口内核的，而且现在的设备都加入了新的功能比如支持、国内外研究现
3、状 物力进行相关的研究和开发工作。中兴，华为，上海贝尔阿尔卡特，港湾等厂商港湾公司最近推出的，采用纯以太网内核技术，支持积极、热情不够，但受网络处理器技术发展成熟和市场价值的逐步呈现的影响，在市场上并不多见。主要工作 第二章详细论述了技术的基本原理；端，接收端和外围电路进行描述和设计； 的进行了分析和描述。之后对的基本原理进行了阐述。“蝴概述荒苁褂肁网络作为其接入与核心网络。它提供涌如 直窑通盔望亟堂僮硷塞第二代：诤薉上行上行的璞福苯咏獳尤氲絤网络中。于是各设备制造商这样基于诤瞬捎每谏闲薪涌诘牡诙鶤蝴出现了。第二代导适且恢止尚圆罚銩与口的转换集中在上行口接口板，由其统一处理。由于其结构特点导致
4、设备在使用的过程中出现了以下一些问题：诮蠥与口转换时需要消耗大量资源，而集中在上行接口板统一处理无疑使上行接口成为了瓶颈，在数据流量较大时很容易导致设备上行端口拥塞。诙鶤沿用了诤耍浼读J峭鼳内部总线采用专用线缆直接级联。在实现级联时由于数据流量更大，上行瓶颈现象更为严重。这使得网络扩容非常困难。捎诓捎肁内核，只能支持很少量的，一般不超过个。无法使每条隫灰挥成洌苣驯献哂没腝。持日渐成型的组播业务。第三代：口内核上行由于借鉴了前两代谏杓粕系木椋谌鶧从开始设计就户的服务品质保障问题。在信号的处理上基本上是一样的，下传的信号，从上一级 ;晃狝信元，并实现从刂返紸处理，而是进一步实现根据其次，和城域网的
5、系统价格比缬写蠓冉谑 缃璋交换机、用户板、不同接口中继板，即使是扩容建设其投资也是非常昂贵。相比之下，口城域网和换换杀竞艿停琁瓺成本低。采用绲淖芴逶擞3杀颈绕餉降。它不仅学习了岣坏腝特性，同时也继承了口丰富的业务特性。在太网帧之间的高速转换。以用于用户管理和接入控制，实施安全与网络监控，以及防火墙等。 够在铜缆上传输。采用技术，只要对原有电话线路稍加改造，就能为用户接入网基本结构 传送语音，另一路用于传送数据。调器，其中也有，所以从用户端传来的信号通过调制解调器后 丞窑遭塞堂亟堂僮监塞使上行和下行线路上使用不同的频率，这样方式简单，不需要仔终端设备中采用回声控制，并且消除了近端窜扰，但是不能够
6、充分利用带宽，信号的衰减比较调制技术制技术【。下面分别对这三种调制技术进行分析比较。功率谱由同向路和正交路基带信号的功率谱决定。 系统，因此成为系统最常用的调制方式。 在数据通信中，数据一般是以帧为单位进行处理的，帧中不仅包含原始数据信息，还有一些附加的信息用于同步、表示、纠错和控制等。也是一种“按帧传输方式”。在校桓鍪葜杂鯠符号，其边界由调制解调器插入的循环前缀来决定，一个复帧由个数据帧构成，其后跟随一个同步码，用于建立复帧边界。同步码元也是由调制器加入的。信道和交织信道各，每发送一个复帧。复帧和数据帧结构如图所 韭塞銮埋盍堂亟堂僮逾塞传输线路总体方案介绍凇如图疚狝发送端设计参考模型。 瓣星
7、座编码，增匐铸湛置薯瞎丑棚发射端参考模型如图疚O低矨接收端设计参考模型。 围电路分为两部分：接收系统：包括多个高速模数转换芯片，实现多路模数转换，一个发大路以及一个低通滤波模块。分为两大部分：数字模块和模拟模块，其中根据模块内部完成的功能不同将数字数字模块喜理单元 数字处理单元：数字处理单元按照实现的功能可以分为用户数据处理单元和数字信号处理单疉转换部分采用镜腁：低通滤波模块采用。码简单且误判概率很低，在通信系统中得到了广泛的应用 循环前缀：主要将数字信号转换成模拟信号，还进行带通滤波等必要的模拟信号处理。下行数据的流程图如所示。 下行数据线路流程 中下行传输线路的研究设计星座网格编码、循环前
8、缀等进行详细的设计说明，其中、星座网格编码编码 ，式嗦肫鞯氖涑，表示生成多项式，编码运算就是根据信息码多项式以用下面多项式表示：善一埔豢豢工二口缓罅:想和，得到编码后的码元多项式刁 字通信，编码器能严格保证数据传输的准确性。校验信息码元符号。接收端，译码器剥除校验信息码元符号，检测并纠正误符号编码设计多项式为工豢芬豢。如图牝中，臣，盈是生成图睨。除法编码器J急嗦胫埃拇嫫鞅磺辶悖衿餮端输出，从第一个信息码元 到来计算器开始计数，每到来一个码元信息计算器加一；缓蟠邮淙胧莸闹芷谄穑酱目9匮衿鞫佳窠拥处，这样信息始状态，准备下一次编码。卷积编码模块主要由移位寄存器来实现，为移位寄存器实体，主要琩：；
9、豨 中下行传输线路的研究设计据的起始和结束标志，处于有效状态数据开始输入。本文设计的是，嗦肫鳎淙个信息码后，会产星座映射。码合和调制器当作一个整体来设计，使编码调制后的序列具有最大的欧氏距离，星座网格编码理论研究 编码和星座映射。子载波划分载波所分配的位数，5诙鲎釉夭峙涞奈皇衵个比特从数据缓存 网格编码不像传统的纠错编码追求编码后码序列的最小汉明距离最大化，而 瓺弧羉；弧罜：口这样编码得出的信号有两个基本特征：些附加的信号点为纠错编码提供冗余度。才是允许出现的。 韭塞銮亟盔堂亟堂僮逾塞图星座映射对应关系加一 ， 系统对每个子载波中分配的比特都进行独立的星座编码，不同的子载波分配的比特数不同，对
10、应的编码比特数也不同，但原理一样。其中卷积编码和星座映射部分的实现过程如下：图卷积编码器模块图卷积编码器框图 数据流通过卷积编码和比特变换后，送入到星座映射处理器中。其关键的程序如下所示，其中 ； 图星座网格编码模块忍乜矶鹊氖菔淙耄琒J菔淙氲氖鼓苄藕牛瑂分别为星座映射输出横坐标和纵坐标信息。个星座点，用复数表示为，杂？橹械膔，杂？橹械膇。疘切藕欧治鲇氪碇械囊恢种匾1浠弧蛑苯蛹扑鉊的唧和】分别是虳的快速算法，其原理是根据其内在的对称减小，从而使得运算量随急剧减小，完成快速运算。在系统中， 算法理论进行变换前，我们先要将愕母词查畹玫点复序列：愎查疃猿聘词蛄型齀浠唬涂梢缘玫点实数序列：从上式梢钥闯觯
11、琁浠豢梢酝鼶变换来实现。只要先对输添加取共轭逻辑来实现运算。 查領一浠籈：下，基怂闼俣仁腔倍；另外基怂愕牟行员然提高了四石石，果，；工开，琇以，点的基变换得到，这就完成了鍪凳腇实现的具体步骤如下：由星座网格编码模块输出的愀词蛄校泄查罾梗玫点的数字序列； 块得控制信号。 下面对主要技术进行介绍。延时，速度极快，而且控制简单，不需占用片外电路板面积，可提高系统的可靠供给运算单元，没有因等待数据的操作而浪费计算周期，提高了处理器的整体旋转因子生成容量应为鉌所需全部旋转因子数据。由于三角函数属第二、三、四象限将小数！孚汀！啊炬赸分别转换成定点数，以二进制的形式存于旋转并行存取 元，运算结果在下一个时钟
12、周期写回原地址。输入数据萦胄R蜃觕口，卓谙喑说弥觑，相乘的公式为数据及旋转因子地址设计转因子进行访问。数据读写及旋转因子读写地址的产生流图如图所示。计算地址在经图地址生成器设计图 例如：之间存在的特殊关系是：计数器最后一位移到第二位，就得到所要抽取的数 由此类推，发现计数器最后一位数循环移位变可以得到对应的要抽取的数据每一级数据地址和旋转因子地址的生成如下表，表：数据地址旋转因子地址线竡码吒口第四级 旋转因子地址魄魄如谳岛氏岛。眖如乜。蚺蝶型运算单元设计行蝶型运算，由于基偷=霞虻梢酝曰蝶型单元改进便可以实如图所示，为基蝶型单元流程。图蝶型单元时孵 中下行传输线路的研究设计输入、实数加法运算虚数
13、加法运算运算的四个输出。、。，一，；当计数器值为时，输出的值为口，主要的代码如下：琖： ；畐，：讪。琖琖：篞：图插入空白保护间隔的数据块如果在保护时间间隔内不插入任何信号，仅传输零，由于多径传输的影响， 用个样本的循环前缀，因为籼需墓軮白篒输銯出鯰6表示抽样的保护间隔时间长度，伪硎厩蒄浠徊腄帧长度，睁 硎拘诺乐凶畲笫毖樱背檠闵鲜剑蚩梢酝耆n朔符号、心：么，。，笔图循环前缀插入示意图 循环地址的操作就可以实现循环前缀的插入。循环前缀的插入设计 口中下行传输线路的研究设计要加入的循环前缀写起始地址 酬 仿真工具介绍的软件在设计流程方法、系统设计、时序逼近方法、系统内验证技术以及第三方值确矫娑季哂衅
14、涠捞氐挠攀啤每7教峁硬件描述语言编程设计和原理图设计等多种设计输入工具。此外，软件为设计软件设计流程布局布线软件完成设计流程的所有阶段。 和结合，对用设计的各模块进行编译和仿真。基本仿真步骤如下：代码实现和编译开发平台支持多种设计输入方式的特性。针对第四章所介绍的各个模块，下面将具体说明代码的实现和编译首先，我们先建立一个工程说睿觥癗 ”对话框，点击下一步弹出对话框，缤；源文件，缤； 图编译器设置界面译过程，图为编译结果。 求，在器件选择时选择要使用的芯片型号。为各个模块生成器件符号，以便系统或上一级模块设计使用。操作步骤为【】 软件也可以进行仿真，通过建立一个向量波形文件，在波形编辑器中通过
15、波形编辑方式，产生仿真器的激励。在菜单下罱敕抡婺剑瘛癝”对话框进行仿真设置。设置完后单击即开始仿真过程。本文主要利用在对系统进行仿真，所以在这里不加以具体介绍和仿真分析。仿真流程 软件对所需仿真的系统，布局布显示；在命令行操作区，可以用命、令提示符的方式进行编译、仿真设计，同时打开其他窗口。界面窗口砑游募貉蹵 嘁胛募涸诠髑腜 刹挝募涸赟 结果分析软件平台上对系统进行了编辑、编译，选用了公司的 图编译结果 为了实现单板上路用户线路接入密度，在架构下，我们从体喜渴鹆娇镕酒;黄鞯韧馕缏贰虼宋颐巧杓撇捎片芯片，每块芯片调制解调路用户线路的数据。管脚占用率；总容量消耗； 仿真结果分析使用 幽仿真结果 接收取信号，将其转换到一条高速线上，用以支持视频、广播电视、快速因特网向之一。 【縍琸 琸【緾甊，【緿珼琒琣 【緿 ：【】瓾甂【】瓸瓻甀 甅 瓵甇甅縩甌【】甌 伽瓽，甌甎，【】甂琀谢山縏 谢，甆 余顺争，张光昭，赵慧民幸恢中滦徒峁顾惴腄实现分析电子学报：， ：正稹蕖辒薄闟德狪甅【】杨晖等编著大规模可编程逻辑器件与数字系统设计北京航空航天大学出版社【】曾繁泰，陈美金程序设计清华大学出版社年碌版 命令行用法：切换目录：建完库，再对库进行映射到具体目录路径。命令如下：锄【俊尽【】启动仿真器。 基于的微型移动，无线路由器的研究与实现；