MIMO技術(shù)充分利用信道的空間特性,能夠在不增加系統(tǒng)帶寬的情況下提升系統(tǒng)的吞吐率和頻譜效率,但同時也導致信號檢測難度增加。而隨著天線數(shù)和調(diào)制方式的不斷增加,MIMO檢測算法實現(xiàn)復雜度增加,系統(tǒng)對硬件實現(xiàn)的靈活性要求越來越高。因此,設計高性能、較低復雜度的可重構(gòu)MIMO檢測器成為當前通信領域基帶芯片研究的熱點之一。本文通過對MIMO檢測算法的分析和對比,選取其中性能表現(xiàn)較好的算法,并結(jié)合現(xiàn)有的MIMO檢測器研究方案,設計了一種高吞吐量,較高BER性能的可重構(gòu)MIMO檢測器。具體研究內(nèi)容包括以下幾個方面：（1）對當前主流的MIMO檢測算法進行分析,從計算復雜度、性能、靈活性以及硬件實現(xiàn)途徑等因素進行對比分析,最終選取K-best檢測算法作為本文的硬件實現(xiàn)算法；（2）通過分析K-best檢測算法的原理和計算步驟,提取K-best檢測過程中核心算子的主要特征,對核心算子的實現(xiàn)方案進行改進,在保證系統(tǒng)靈活性的前提下設計了高吞吐率的MIMO檢測器硬件架構(gòu)；（3）對提出的檢測器架構(gòu)的各個模塊進行硬件設計和優(yōu)化,重點對其中的PED計算模塊進行關鍵路徑的優(yōu)化,對基本的乘法和平方操作大幅簡化,以降低系統(tǒng)時... 

【文章來源】：東南大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－４?Ｋ－ｂｅｓｔ檢測算法搜索示意圖??２．３各檢測算法總結(jié)與比較??根據(jù)前面幾節(jié)的ＭＩＭＯ算法原理介紹Ｗ及表２－１中不同檢測算法ＢＥＲ性能、計算復雜度Ｗ及??

ＰＥＤｉ?陽?巧?〇３?巧〇４?ＰＥＤｓ?ＰＥＤ６?ＰＥＤ？?把化??圖３－７單個母節(jié)點對應ＦＣ與ＮＣ模塊結(jié)構(gòu)框圖??在基于ＳＥ策略按需枚舉的方案中，通過事先得到某個母節(jié)點的ＦＣ點就能夠在不通過ＰＥＤ計??算的情況下得到其所有子節(jié)點的ＰＥＤ大小順序。將此枚舉方法應用在ＰＥＤ計算模塊即可根據(jù)需求??選擇來展開候選的路徑。此外，該枚舉方案也免去了部分排序操作，大大降低了?Ｋ－ｂｅｓｔ檢測模塊的??計算復雜度，減少了硬件開銷，最后，本文采用的枚舉方案可Ｗ消耗適當?shù)挠布Y源而達到全流水??并行輸出，最高可同時輸出所有參與排序的ＰＥＤ，也可Ｗ對枚舉部分采用串行操作犧牲適當?shù)耐掏??率來減少面積開銷。具體采用何種結(jié)構(gòu)可Ｗ根據(jù)之后的排序算法和對ＭＩＭＯ檢測器的整體設計需求??決定。??３．３．２改進的排序模塊核私ｇ子設計??排序的任務是從ＰＥＤ計算模塊輸出的所有子節(jié)點中選取ＰＥＤ值最小的Ｋ個節(jié)點，這些選中的??節(jié)點將會變成下一層的母節(jié)點。排序是傳統(tǒng)Ｋ－ｂｅｓｔ檢測模塊實現(xiàn)高吞吐量的性能瓶頸［４６］。在排序模??，塊中面臨的最大挑戰(zhàn)是如何用更少的時序和資源來實現(xiàn)更大的吞吐量。此外，還要具有一定的可重??構(gòu)特性，支持不同輸入個數(shù)的排序。??排序算法可主要分為兩大類：并行排序和串行排序。在并行排序模塊中

即ＰＥＤ模塊和排序模塊的復雜度都進一步降低，然而，刪除的點數(shù)越多，系統(tǒng)的ＢＥＲ性??能就越低。??圖３－Ｈ描述的是在６４－ＱＡＭ調(diào)制方式下刪除４個子節(jié)點的預屏蔽按需枚舉方案。其中ＦＣ點為??－５，刪除時若刪除一個節(jié)點就刪除｛７｝，兩個節(jié)點刪除｛７，?５｝，Ｈ個節(jié)點刪除｛７，?５，?３｝，四個節(jié)點則??刪除｛７，?５，?３，１｝。??圖３－１１預屏蔽的按需枚舉??圖３－１２給出了未采用預屏蔽方案和采用預屏蔽數(shù)為４的方案的ＢＥＲ性能對比，由圖中可Ｗ看??出，當屏蔽數(shù)最大為４化ＢＥＲ有輕微的性能損失，但是仍然巧合我們對ＢＥＲ性能的基本要求。本??設計中最大的預屏蔽數(shù)為４，屏蔽數(shù)的選擇Ｗ排序數(shù)小于等于３２力準則。例如，在Ｋ＝８，?６４－ＱＡＭ??調(diào)制的系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的排序數(shù)為６４，預屏蔽４個子節(jié)點后排序數(shù)變?yōu)椋常病??本節(jié)介紹的改進排序模塊首先采用預屏蔽方案減少參與排序的數(shù)據(jù)，使之最多有３２個數(shù)據(jù)參與??排序。其次采用奇偶歸并＆雙調(diào)排序算法對３２個數(shù)據(jù)進巧排序

【參考文獻】：
碩士論文
[1]軟輸入軟輸出MIMO檢測算法和硬件結(jié)構(gòu)研究[D]. 陳曦.上海交通大學 2013
[2]高性能軟輸出K-Best MIMO檢測器的設計與實現(xiàn)[D]. 鞠春暉.上海交通大學 2012



本文編號：3580501