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在本節中我們依照 4.1 所描述的設計流程將所設計之接收機用 VHDL 語言寫成行 為模式(behavior mode)的硬體架構,流程主要有以下幾點:

1. 使用 MATLAB 做定點模擬,在和浮點模擬有可接受的效能衰減下,決定各 個單元中變數的位元數,而定點模擬和浮點模擬之比較如圖 4-22 所示。

2. 以 Modelsim 軟體模擬驗證此行為模式是否正確,再和步驟 1 中的 MATLAB 定點模擬比較來驗證。

3. 行為模式正確後就可將此 VHDL 程式輸入 Xilinx 的 ISE 6 軟體就可得到合成 後的 RTL 巢狀(netlist)架構檔,此是根據所撰寫行為模式下 VHDL 程式所做 合成後的輸出檔案, 而所設計之接收機之 RTL 架構圖如圖 4-18 及圖 4-19 所示。

然而吾人在硬體實現中並沒有做 FPGA 驗証,因此其它模擬並無進行。最後由 ISE 6 所產生的 Mapping report 及 Timing report 如圖 4-20 及圖 4-21 所示。

圖 4-18 接收機之 RTL 架構圖

圖 4-19 Viterbi 解碼器之 RTL 架構圖

圖 4-20 接收機之 Mapping report

圖 4-21 接收機之 Timing report

圖 4-22 接收機浮點模擬對定點模擬之比較圖

第5章結論

在本論文中,吾人考量如何在 BICM MIMO-OFDM 系統中結合 Viterbi 解碼 器及偵測單元,而做一個整體的設計。論文主要有二個工作環境,第一個是在由 TGN Sync 所提出的 11n 草案中傳送架構,在這個傳送架構下,吾人的設計的重 點包括了演算法的選擇、CSI 計算與選擇及軟性反對映。因此本論文的這個部分 中首先介紹了在 MIMO-OFDM 中常用的偵測方法包括了 MMSE 及 V-BLAST 二 種。接著介紹簡化之軟性反對映,並且在這樣的軟性反對映下,介紹軟性輸入軟 性輸出之 MMSE 偵測單元。在這部分的最後,本論文介紹了 11n 草案中傳送端 編碼器、壓縮器、交錯器等單元是如何定義的。

論文的第二個工作環境是平行編碼器的傳送架構,在這傳送架構下,每根傳 送天線都有編碼器、壓縮器及交錯器。在這樣的環境中,提高效能是在這部分主 要的設計考量。本論文以 Pre-ordering 及遞迴二種系統討論如何在 BICM MIMO OFDM 系統中結合 VBLAST 及 Viterbi 解碼器,其中由吾人所發展出來的 Pre-ordering 系統中,由於先在傳送端排序,因此可在接收端讓通道狀況最佳天 線最先開始偵測且經過解碼後再重建回來幫助下一根天線的偵測,這在第三章最 後的模擬結果發現,這樣的方法的確能有效提高效能表現。

在論文的最後,吾人依一般 FPGA 設計流程使用 VHDL 實現第二章所介紹 的簡化之接收機,主要包 MMSE 偵測單元及 Viterbi 解碼器。然而 MMSE 偵測 單元方面吾人所使用的實現方法所產生的乘法器個數過多,且沒有將各個單元之 間的乘法器共用來降低複雜度,因此降低偵測單元的運算複雜度將是未來實現的 主要改進空間。

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簡歷 姓 名 : 李峰宇

性 別 : 男

出生日期 : 民國 70 年 7 月 6 日 出生地 : 雲林縣

學 歷 :

桃園縣立文安國小 (1987.9~1993.6) 桃園縣立大成國中 (1993.9~1996.6) 國立武陵高級中學 (1996.9~1999.6) 國立中正大學電機系 (1999.9~2003.1) 國立交通大學電信工程研究所碩士班(2003.2~2005.7)

公元 2005 年 7 月獲得碩士學位

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