2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a high-speed multivalued data transmission technique based on the processing of digital waveform shaping with circuit parallelization
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18K11232
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| Research Institution | Oyama National College of Technology |
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Principal Investigator |
飯島 洋祐 小山工業高等専門学校, 電気電子創造工学科, 准教授 (90565441)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 大規模集積回路システム / 多値伝送方式 / 伝送歪み / 波形整形 / アイパターン / 統計的評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、PAM-4（Pulse amplitude modeulatiaon-4）伝送などの多値高速伝送において、従来のバイナリ伝送に対して複雑化するシンボル遷移パターンに起因する多値伝送特有の伝送歪みについて、その影響を除去した高速ディジタル伝送実現に向けたディジタル波形整形回路システムの開発を目指してきた。H30年度およびH31年度には、多値伝送方式に対応した新たな波形整形回路を提案し、その回路調整に向けた統計的評価に基づく受信端での多値伝送歪みの定量的解析手法を開発し、伝送路の実測特性に基づくシミュレーションにて基礎的評価を実施してきた。
最終年度のR2年度には、これまでの開発手法について波形整形回路の自動調整に向けた最適化シミュレーションの検討および実機ベースでの評価を実施した。具体的には、H31年度に実施した統計的評価によるPAM-4伝送歪み解析の結果に基づく波形整形回路の調整について、粒子群最適化（（Particle Swarm Optimization）および遺伝的アルゴリズムの最適化手法を適用した検証を実施した。さらに、FPGA回路を用いて提案システムの実機ベースでの評価を進めた。受信側での伝送波形をナイキスト周波数以下の低サンプリングレートにてADC回路で取り込み、本提案の統計的評価手法にてに受信端シンボルから多値伝送歪みを解析し、それに基づいた波形整形回路の自動パラメータ調整システムを試作した。送信側での波形整形回路に加え、受信端での波形整形回路の回路パラメータ調整への適用を検討した。本研究の成果にて、伝送路の特性が不明で、受信端でのアイパターンが完全に閉じた状態においても、特定のビットパターンを必要とせずに多値伝送歪みの影響を解析し、それに基づくディジタル波形整形処理の実現が可能なシステムを検証し、PAM-4伝送における有効性を確認した。
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