【摘要】：近來,第五代通信系統(tǒng)(5G)已開始試點工作。5G的重點——大規(guī)模多輸入多輸出(Massive Multiple Input Multiple Output,MIMO)系統(tǒng)相比傳統(tǒng)MIMO的天線數(shù)量大幅上升,在獲取更好的傳輸速率與頻譜效率的同時,帶來了實時處理的數(shù)據(jù)量激增的問題。作為大規(guī)模MIMO系統(tǒng)重要的一環(huán),檢測模塊對數(shù)據(jù)吞吐率以及檢測性能均有著極高的要求,其低復(fù)雜度的檢測算法的研究與實現(xiàn)非常重要。為此,本文針對128×8規(guī)模的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)提出了基于LDLT分解的MMSE(Minimum Mean Square Error,最小均方誤差)檢測算法以及其硬件架構(gòu)。在算法層面,本文通過去除LDLT分解算法中多余的乘法運算,減小了算法的復(fù)雜度。同時,本文針對仿真中遇到的病態(tài)矩陣問題采取了特殊處理,保證算法在定點情況下能正常進行。在硬件層面,由于LDLT分解算法中存在對硬件不友好的除法操作,本文將其等效為求倒和乘法。為了避免標準的求倒運算單元占用硬件資源較多且延時較長的問題,本文進一步提出了通過控制延時使求倒結(jié)構(gòu)完全分時復(fù)用的方案,以及基于Newton-Raphson迭代與對稱雙邊查找表方法(Symmetric Bipartite Table Method,SBTM)的求倒結(jié)構(gòu),明顯降低了LDLT分解結(jié)構(gòu)的資源占用。經(jīng)過仿真,本文提出的檢測模塊在定點仿真情況下相比于理想的MMSE檢測在誤碼率達到10~(-5)量級時只有0.7dB左右的性能損失。最終,本文提出的硬件結(jié)構(gòu)在現(xiàn)場可編程門陣列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)平臺進行實現(xiàn),消耗143k LUTs與187k FFs情況下達到了1.296Gbps吞吐率,硬件效率優(yōu)于大部分同類文獻;Design Compiler綜合報告顯示,在TSMC 0.13um工藝下面積消耗9.7mm~2,能夠達到1.2Gbps的吞吐率,相比同類文獻在硬件面積效率上表現(xiàn)良好。
【圖文】：

圖 4-16 64-QAM 星座圖Fig.4-16 The constellation diagram of 64-QAM Sqrt(42)xabs4abs2LLRi,0LLRi,1LLRi,2Realabs4abs2LLRi,3LLRi,4LLRi,5Imag----
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN929.5

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本文編號：2623429