LTE-A系统中MIMO检测技术研究及其DSP实现
本文关键词: LTE-A MIMO检测 改进型球形译码 DSP 出处:《电子科技大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:LTE-Advanced简称LTE-A,是LTE的后续演进,其整体技术指标都已超过4G的技术指标要求。MIMO技术作为LTE-A的关键技术,可以在不增加发射功率和系统带宽的情况下,通过分集发送方式提高系统可靠性,通过复用空间方式成倍增加系统的信道容量。但是随着需求的增加,LTE-A系统的天线数目和调制的阶数也随之增多,造成传统的MIMO检测算法的复杂度急剧增加。所以研究一种复杂度适当而性能优异的检测算法是当前研究的重点。首先本文对LTE-A产生的背景进行了介绍,分析了其特性和优势。然后重点对LTE-A的物理层基础知识、MIMO-OFDM系统理论以及下行多天线技术进行了介绍,为之后的算法研究奠定了理论基础。然后本文对传统的MIMO检测算法进行了深入的研究,分别研究了线性的MIMO检测算法(ZF、MMSE)和非线性的MIMO检测算法(OSIC、PIC),分析了其优缺点,并通过在matlab仿真平台上搭建相应的MIMO检测算法链路进行仿真,用于验证其理论和性能测试。接着本文重点研究了球形译码算法(SD),并结合硬件实现的实时性和LTE-A对MIMO检测性能的需求,对球形译码进行了修改,引入了基于SINR的快速排序的QR分解和基于初始解的M算法,实现了在保证其性能损失极小的情况下,极大的减小了其复杂度,并且在matlab仿真平台上对其性能进行了仿真和验证,通过对结果的分析,得知当M取4时,改进型球形译码的性能和复杂度能达到最好的平衡。最后本文对实现DSP所需的硬件平台MSC8156基带板进行了介绍,搭建了基于M取4的改进型球形译码的检测链路,并对复数矩阵乘法模块进行了优化从而提高了DSP平台的执行效率;通过与matlab仿真性能的对比以及对硬件处理时间的分析,得出改进型球形译码算法是合理而可行的,满足了LTE-A的要求。
[Abstract]:LTE-A, for short, is the following evolution of LTE. Its overall technical index has exceeded the 4G technical requirements. MIMO technology as the key technology of LTE-A. The system reliability can be improved by diversity transmission without increasing transmission power and system bandwidth, and the channel capacity of the system can be multiplied by multiplexing space, but with the increase of demand. The number of antennas and the order of modulation of LTE-A system also increase. The complexity of traditional MIMO detection algorithm increases dramatically. Therefore, it is the focus of current research to study a detection algorithm with proper complexity and excellent performance. Firstly, the background of LTE-A generation is discussed in this paper. Introduction. The characteristics and advantages of MIMO-OFDM system are analyzed, and then the theory of MIMO-OFDM system and the downlink multi-antenna technology are introduced. Then the traditional MIMO detection algorithm is studied deeply, and the linear MIMO detection algorithm is studied respectively. MMSE) and the nonlinear MIMO detection algorithm are analyzed, and their advantages and disadvantages are analyzed. And by building the corresponding MIMO detection algorithm link on the matlab simulation platform to verify its theory and performance test. Then this paper focuses on the spherical decoding algorithm. Combined with the real-time implementation of hardware and the demand of LTE-A for MIMO detection performance, the spherical decoding is modified. The QR decomposition based on SINR and the M algorithm based on initial solution are introduced. The complexity of QR decomposition is greatly reduced while the performance loss is minimized. And on the matlab simulation platform, the performance of the simulation and verification, through the analysis of the results, we know that when M is 4:00. The performance and complexity of improved spherical decoding can achieve the best balance. Finally, the hardware platform MSC8156 baseband board needed to realize DSP is introduced in this paper. The detection link of improved spherical decoding based on M fetch 4 is built, and the complex matrix multiplication module is optimized to improve the execution efficiency of DSP platform. By comparing with the simulation performance of matlab and analyzing the processing time of hardware, it is concluded that the improved spherical decoding algorithm is reasonable and feasible, and meets the requirements of LTE-A.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN929.5
【共引文献】
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,本文编号:1470484
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