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下一代移动通信系统(B3G/4G系统),要求在高稳定性和高数据传输速率的前提下,满足从语音到多媒体的多种综合业务需求。OFDM技术可以有效地克服多径频率选择性衰落.MIMO技术町以成倍地提高信道容量,二者的有效结合可以带来极大的性能增益。
作为东南大学移动通信国家重点实验室国家863计划课题“Gbps无线传输关键技术与试验系统研究开发”的一部分,本文主要研究了MIMO-OFDM系统中的多天线检测技术及其硬件实现。
本文首先建立了MIMO-Rayleigh信道模型,介绍了Gbps系统的两种关键技术:MIMO和OFDM。之后,深入研究了MIMO-OFDM系统中的多天线检测技术。主要讨论了基于迫零准则、最小均方误差准则的线性检测算法,最大似然检测算法和球形解码、QRM-MLD等类最大似然检测算法。利用C语占仿真分析各算法的检测性能和计算量。结合信道矩阵的排序QR分解,基于迫零准则和最小均方误差准则的排序QR分解检测可以以较少的计算量获得用户可接受的检测性能:球形解码、QRM-MLD榆测的计算复杂度略有增加,但检测性能明显好于基于迫零准则和最小均方误差准则的排序QR分解检测。在此基础上,本文结合象限检测、Manhattan距离,对传统的QRM-MLD算法在保留路径的选择、分支度量的计算等多方面进行了改进,在保证检测性能的基础上进一步降低了算法的计算量。最后,根据Gbps系统的实际情况,选择易于实现的基于迫零准则的排序QR分解检测作为硬件实现方案。从硬件实现角度对该算法进行改进,避免了开方、除法运算。基于XILINX Virex-5 FPOA设汁QR分解单元和解二角阵单元的硬件实现结构,进行定点仿真和FPGA实现。