无线通信领域MIMO检测类算法的硬件加速技术研究

【摘要】：当前,随着无线通信的快速发展,人们对无线通信业务范围和业务速率提出了越来越高的要求。为了适应新的市场需求,人们已经制定了第四代移动通信系统标准,以支持视频、互联网接入以及其他更高速率的业务。该标准能够支持较高速率的数据传输,然而这样的传输速率仍难以满足人们对未来无线通信系统高数据传输速率的要求。为了支持更高的信息传输速率和更高的用户移动速度,在下一代的通信中必须采用频谱效率更高、抗多径干扰能力更强的新型传输技术。在当前能提供高速传输的各种无线解决方案中,最近发展起来的多天线(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技术正成为本领域最具竞争力的备选方案。由多根发射和接收天线构成的无线MIMO系统可以在不增加发射功率和带宽的前提下提高系统的传输速率。MIMO系统在带来巨大容量的同时也加大了接收端信号检测的难度,因此在无线MIMO通信系统中,接收端的信号检测问题是一个非常关键的问题。本文针对无线通信领域中MIMO检测类算法展开研究,分别从四大类MIMO检测算法中选取一个典型算法进行硬件加速技术研究,其中包括线性检测算法中的MMSE检测算法,非线性检测算法中的排序QR分解检测算法,极大似然树搜索算法中的基于SE策略球形译码检测算法,以及非极大似然树搜索算法中的K-Best检测算法。针对每一种算法,本文从算法并行性分析、基本硬件结构设计和硬件加速优化技术等几个方面进行了深入的研究,并基于FPGA平台或者matlab平台进行实验和性能分析。其中在FPGA平台上实现的基于MGS-QRD算法的MMSE检测器和MMSE-SQRD检测器性能均能满足实时检测需求。
【关键词】：MIMO检测器 MMSE QR分解 SQRD SE策略 K-best FPGA
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TN919.3