LTE系統(tǒng)下行鏈路低復(fù)雜度軟輸入軟輸出檢測(cè)算法與實(shí)現(xiàn).pdf

1、為滿足未來(lái)移動(dòng)通信系統(tǒng)高速率、高服務(wù)質(zhì)量和大容量傳輸?shù)男枨?，LTE系統(tǒng)下行鏈路采用多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)和正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)相結(jié)合的傳輸方案，該方案極大地提高了數(shù)據(jù)傳輸速率、頻譜利用率及傳輸可靠性，并能有效地對(duì)抗頻率選擇性衰落?；赥urbo原理的迭代接收機(jī)是提高系統(tǒng)接收性能、逼近信道容量的有效途徑。軟輸入軟輸出(SISO)檢測(cè)作為迭代接收機(jī)的重要組成部分，其性能和實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度對(duì)迭代接收機(jī)有重要影響。本文著重研究適用于LT

2、E系統(tǒng)下行鏈路的低復(fù)雜度SISO檢測(cè)算法及其FPGA實(shí)現(xiàn)。
　　針對(duì)LTE系統(tǒng)下行鏈路，研究了基于最小均方誤差(MMSE)準(zhǔn)則的SISO檢測(cè)算法，并分別利用該算法中MMSE均衡、軟解調(diào)和軟調(diào)制等核心模塊的自身特點(diǎn)，構(gòu)建了適于硬件實(shí)現(xiàn)的低復(fù)雜度SISO檢測(cè)算法。首先，提出了基于矩陣特征值分解(EVD)的MMSE均衡算法，該算法利用修正的重建方差矩陣和EVD分解的特性，將復(fù)矩陣求逆簡(jiǎn)化為實(shí)對(duì)角矩陣求逆，在不影響性能的前提下，顯著降低了

3、MMSE均衡算法的計(jì)算復(fù)雜度。接著，提出了基于相對(duì)度量的簡(jiǎn)化軟解調(diào)算法，該算法在max-log算法的基礎(chǔ)上，利用估計(jì)值與調(diào)制符號(hào)的相對(duì)度量代替典型算法中的絕對(duì)度量，其實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度隨調(diào)制階數(shù)的增加而線性增加。最后，充分利用格雷映射的特點(diǎn)，對(duì)傳統(tǒng)軟調(diào)制算法的計(jì)算公式作進(jìn)一步簡(jiǎn)化，獲得了性能無(wú)損且具有線性復(fù)雜度的軟調(diào)制算法。仿真結(jié)果和復(fù)雜度分析表明，所提出的SISO檢測(cè)算法能以較低的復(fù)雜度獲取與典型SISO-MMSE檢測(cè)算法相近的性能。

4、　　針對(duì)所提出的低復(fù)雜度SISO檢測(cè)算法，詳細(xì)討論了該算法基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)器件的實(shí)現(xiàn)。首先，根據(jù)算法功能進(jìn)行模塊劃分和功能定義，對(duì)各個(gè)模塊的輸入、輸出信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析以確定其定標(biāo)方案，并通過(guò)定點(diǎn)鏈路仿真對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證。隨后，基于分時(shí)復(fù)用和流水線設(shè)計(jì)的思想，詳細(xì)設(shè)計(jì)了各個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)、處理流程以及時(shí)序安排，并通過(guò)合理的模塊復(fù)用減少整體的邏輯資源消耗。最后，給出了所提檢測(cè)算法在硬件平臺(tái)上的測(cè)試結(jié)果以及時(shí)延和資源占用情況。<