Необходимо сделать проект в xilinx кодирующего устройства Рида-Соломона для кода(255,239) (либо Хэминга для кода(32,20), если Рида-Соломона реализовать долго и проблематично. Желательно проект должен быть сделан в схемотехническом редакторе и показана модель работы этого устройства. Данный проект затем прошить в ПЛИС xilinx xc2s200 Spartan.
В этой статье хотелось бы немного рассказать о достаточно интересной особенности блока DCM в плис xilinx типа FPGA. Иногда бывает, что блок DCM инициализируется неправильно при подаче питающих напряжений на ПЛИС. Это ведет к тому, что атрибуты блока DCM, которые вы выставили в вашей конфигурации в проекте xilinx ise (например, коэффициенты деления/умножения), фактически не задействуются в вашем проекте.
Например, вместо коэффициента умножения 3 в DCM прописывается 6 или еще какой-нибудь информационный мусор. С чем это связано, сказать трудно. Возможно, с проблемами ЭМС (электро-магнитной совместимости) устройств, и проблемы эти сказываются при включении питания. Возможно, влияет дребезг контактов тумблеров питания.
У этой проблемы теоретически есть два пути решения. На практике пока мною испытано первое. Вход RST блока DCM не нужнопривязывать к нулю в проекте. На вход RST при подаче питающих напряжений следует подавать логическую единицу в течении определенного периода времени. На практике это время составляет не менее 100 ms от момента включения, но чем дольше, тем надежнее. За это время питающие напряжения установятся, и блок DCM войдет в режим, соответствующий атрибутам, определенным в конфигурационном файле. После инициализации DCM на вход RST постоянно подается логический ноль, и так вплоть до момента отключения питания. На рисунке 1 показана схема реализации сброса блока DCM плис xilinx в начальное состояние. Схема состоит из счетчика с асинхронным сбросом, делителя частоты, D-триггера и инвертора. В нашем примере на вход подается сигнал с частотой 10 Мгц, который делится на 20 до 500 кГц. Сигнал с частотой 500 кГц подается на тактовый вход 16-разрядного счетчика. Примерно через 120 мс фронт сигнала с выхода TC счетчика (Terminal Count, переполнение) переключает D-триггер в состояние «единица».Логическая единица с выхода D-триггера сбрасывает в нулевое состояние счетчик, а также, проинвертированная, подается на вход RST. Все элементы схемы находятся в таком состоянии до отключения питания. На рисунке 2 показано моделирование работы описанного устройства в xilinx isim
Второе решение этой проблемы может быть следующее. В атрибутах блока DCM имеется параметр STARTUP_WAIT. Судя по описанию, стоит выставить значение этого параметра TRUE, и проблема с некорректной инициализацией блока DCM плис xilinx решится сама собой.
Как только попробую на железе, обязательно укажу в статье.
Равномерный FIR фильтр Чебышева используется для полосовой фильтрации в системе CDMA (технология CDMA IS-95). C канальным расстоянием 1,25 MHz и символьной скоростью 1,2288 MHz в IS-95 CDMA, он очень важен, ибо уменьшает утечку между смежными каналами. Это выполняется при использовании фильтра с очень крутым форм-фактором, используя значение α = 0,113.
Что значит FIR фильтр? Что импульсный отклик такого фильтра существует только для конечного числа отсчетов. Равномерность означает, что существует неравномерность огибающей АЧХ, характеризуемая максимумами и минимумами в полосе прозрачности и полосе задержки. Этот FIR фильтр использует намного меньший порядок, чем фильтр Найквиста, чтобы получить требуемый форм-фактор. В системе связи IS-95 FIR-фильтр не имеет нулевой межсимвольной интерференции (ISI). Однако, ISI в CDMA не так важна, как в других форматах, поскольку чтобы принять решение о символе, используется корреляция 64 фрагментов во времени. Это «кодированное усиление» имеет тенденцию усреднять ISI и минимизировать данный эффект.
Вообще, радиочастотный спектр, как и любой природный ресурс, не имеет смысла тратить впустую, используя слишком широкие канальные полосы. Следовательно, для уменьшения занимаемой полосы передачи используются узкополосные фильтры. Узкополосные фильтры с достаточной точностью и повторяемостью достаточно трудно изготовить. Меньшие величины α увеличивают ISI, поскольку больше символов может взаимодействовать друг с другом. Это накладывает требования к точности тактового сигнала. Такие узкополосные фильтры также приводят к увеличению отклонения символьных состояний и, как следствие, к большей пиковой мощности несущей. Усилитель мощности должен быть готов к повышению пиковой мощности без искажений. Поскольку радиочастотная несущая в усилителе мощности будет интерферировать с другими цепями, более громоздкий усилитель при работе приведет к большей тепловой и электрической интерференции. Потребуются более габаритные и тяжелые батареи. В качестве альтернативы можно сократить время разговора или применить батареи меньшего размера. Модуляция с постоянной огибающей, используемая в GMSK, может использовать усилители в режиме С, которые являются более эффективными. В конечном итоге, спектральная эффективность очень желательна, но при этом ухудшаются такие параметры как стоимость, размер, вес, сложность, время разговора, а также надежность.
На рисунке показан импульсный отклик SINC – фильтра во временной области (один из классов фильтра Найквиста). Фильтры Найквиста имеют свойство огибать символьную скорость своим импульсным откликом. Фильтр выбирается таким образом, чтобы иметь пересечение нуля импульсного отклика в точках, соответствующим тактовой частоте символа.
Временной отклик фильтра переходит через ноль с периодом, точно соответствующим расстоянию между символами. Смежные символы не интерферируют друг с другом за время символа, потому что отклик равен нулю во все символьные времена, исключая только лишь центр (который нам и нужен).
Фильтры Найквиста сильно фильтруют сигнал без размывания символов за время символа. Это важно для передачи информации без ошибок, вызванных межсимвольной интерференцией. Необходимо заметить, что межсимвольная интерференция существует все время, исключая лишь символьное время (время принятия решения о значении символа). Обычно фильтр разделен: половина находится в передающей, а половина – в приемной части. В этом случае в каждой части используются корневые фильтры Найквиста, так что их комбинированный отклик равен отклику целого фильтра Найквиста.
Теперь подробнее о связанных фильтрах приемника и передатчика. Иногда фильтрация желаема как в передатчике, так и в приемнике. Фильтрация в передатчике уменьшает мощность, излучаемую передатчиком в смежном канале, и таким образом уменьшает возможность интерференции с другими передатчиками.
Фильтрация в приемнике уменьшает влияние широкополосного шума, а также интерференцию от других передатчиков в соседнем канале.
Чтобы свести к нулю межсимвольную интерференцию (ISI), оба фильтра разрабатываются так, что в итоге комбинированные фильтры и остальная часть системы должна являться полным фильтром Найквиста. Возможные различия могут привести к проблемам в изготовлении, поскольку передатчик и приемник часто разрабатываются различными компаниями. Приемник может быть установлен в маленьком мобильном телефоне, а передатчик может быть в большой базовой станции системы сотовой связи. При правильной разработке становится лучше скорость передачи данных, эффективнее радиосвязь, а также уменьшается влияние интерференции и шума. Вот почему корневые фильтры Найквиста используются в приемниках и передатчиках, поскольку
Связанные фильтры не используются в гауссовской фильтрации. GSM-сигнал, напротив, имеет малое размывание символов в каждом из четырех состояний, поскольку гауссовский фильтр, используемый в GSM, не имеет межсимвольной интерференции в нулевой точке. Гауссовские фильтры используются в GSM, поскольку их преимущества заключаются в мощности несущей, занимаемой полосе, а также повышенной способности к восстановлению символьного такта. Гауссовский фильтр имеет гауссовскую форму и во временной и в частотной областях, и его огибающая не похожа на огибающую SINC-фильтра. Влияние этих отличий во временной области относительно слабое, и каждый символ в значительной степени взаимодействует с только что прошедшими и успешно принятыми битами (т.е. вызывается межсимвольная интерференция). Это уменьшает взаимодействие отдельной последовательности символов, что делает усилители в системе более простыми и эффективными.
Задача фильтрации – значительно уменьшить полосу передаваемого сигнала без потери полезной информации. Таким образом улучшается спектральная (полосовая) эффективность сигнала. Существуют различные способы фильтрации.
К наиболее характерным относятся:
Любой быстрый переход в сигнале, будь то амплитудный, фазовый или частотный скачок, вызывает расширение спектра сигнала. Любая технология, которая способствует замедлению этого перехода, так же способствует уменьшению полосы занимаемого сигнала. Таким образом, задача фильтрации – сделать эти переходы более плавными. Такие способы фильтрации применяются для каналов I и Q. Фильтрация уменьшает интерференцию в системе FDMA (система с частотным разделением каналов), поскольку уменьшается возможность одного сигнала или передатчика интерферировать с другим. И, наконец, уменьшенная полоса улучшает чувствительность в приемнике, потому что из спектра удаляется больше шумовых и интерференционных составляющих.
Нужно заметить, что схемы фильтрации имеют и некоторые недостатки, . Первый из них заключается в том, что некоторые способы фильтрации часто приводят к отклонению траектории сигнала. Напомню, что траектория сигнала – это пути перехода между состояниями в созвездии. Это отклонение может произойти в определенных типах фильтров. Например таких, как фильтр Найквиста. Это отклонение представлено текущей амплитудой и фазой. Чтобы достоверно принимать эту несущую, потребуется более высокая мощность усилителей передатчика. Это требует больше мощности, чем было бы необходимо для передачи символа без фильтрации. При этом мощность несущей не может быть урезана или ограничена (чтобы устранить или уменьшить отклонение), иначе спектр снова расширится. Поскольку уменьшение занимаемой полосы является следствием фильтрации, фильтр стоит перед модулятором, и таким образом, найден очень хороший компромисс.
Другие противоречия состоят в том, что фильтрация делает системы связи более сложными и так же может сделать их более громоздкими, особенно если фильтрация производится в аналоговом виде. Фильтрация может так же вызвать межсимвольную интерференцию (ISI). Это происходит, когда сигнал отфильтрован более чем достаточно, так что символы образуют пятно и мешают друг другу. Как правило, это определяется временным (или импульсным) откликом фильтра.
Задача фильтрации является гораздо более глубокой, чем описано в этой обзорной статье.
Loading ...
Последние комментарии