WiMAX系統(tǒng)可配置MIMO檢測技術(shù)研究.pdf

1、WiMAX是基于IEEE802.16e標(biāo)準(zhǔn)的一項(xiàng)無線城域網(wǎng)技術(shù),采用了大量諸如MIMO,OFDMA,波束賦形等B3G技術(shù),本文將對WiMAX所采用的MIMO技術(shù)進(jìn)行研究。本文首先對MIMO系統(tǒng)的基本概念,各種MIMO系統(tǒng)的信道容量和MIMO傳輸方案進(jìn)行了介紹,然后針對V-BLAST系統(tǒng)中的傳統(tǒng)檢測方法進(jìn)行了原理分析,仿真試驗(yàn)和總結(jié)。接著,本文就WiMAX協(xié)議上行物理層的具體情況,對于發(fā)送端只有1根天線,基站使用多根天線接收的場景進(jìn)行深入

2、的研究。以SIMO系統(tǒng)的接收分集技術(shù)為基礎(chǔ),分析了MRC (最大比合并)算法和基于不同準(zhǔn)則的IRC (干擾抵消合并)算法,并對它們進(jìn)行了比較。此外,對于IRC算法可能會(huì)存在干擾自相關(guān)矩陣不可逆的情況,本文對其進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究,并初步給出了規(guī)避矩陣求逆的判斷條件和規(guī)避方案。在1發(fā)4收的天線配置模式下,實(shí)現(xiàn)基于IRC算法的MIMO檢測器時(shí),最大的難題是求解一個(gè)4×4復(fù)數(shù)正定Hermitian矩陣的逆,本文調(diào)研和分析了五種易于硬件實(shí)現(xiàn)的矩

3、陣求逆設(shè)計(jì)方法,其中二種為直接求逆方法：分塊求逆法,代數(shù)余子式法,另外三種方法先對矩陣進(jìn)行分解再求逆：基于QR分解及CORDIC技術(shù)的矩陣求逆法,基于SGR分解的矩陣求逆法和基于Cholesky分解的矩陣求逆法。由于基于Cholesky分解的矩陣求逆法充分利用了待求逆矩陣是一個(gè)Hermitian正定矩陣的特點(diǎn),其計(jì)算量相對最少,硬件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度較低,最終選擇作為硬件實(shí)現(xiàn)的矩陣求逆方法來解決1發(fā)4收情況下IRC算法中的4×4矩陣求逆問題。并

4、且,為了支持1發(fā)2收,1發(fā)4收兩種天線配置模式,本文也給出了一種可以配置成2×2,4×4矩陣求逆的矩陣求逆模塊的設(shè)計(jì)。本文作者在FPGA上實(shí)現(xiàn)了基于IRC算法的MIMO檢測器,其可以應(yīng)用于WiMAX協(xié)議上行物理層BandAMC區(qū)的處理,可支持1發(fā)2收,1發(fā)4收兩種天線配置模式和不同調(diào)制方式。此外,本文還對這個(gè)檢測器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過程中碰到的資源復(fù)用,可配置設(shè)計(jì),流水實(shí)現(xiàn)三個(gè)主要問題進(jìn)行了深入的討論并給出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)結(jié)果。通過在實(shí)驗(yàn)板上的