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WiMAX是基于IEEE802.16e标准的一项无线城域网技术,采用了大量诸如MIMO,OFDMA,波束赋形等B3G技术,本文将对WiMAX所采用的MIMO技术进行研究。本文首先对MIMO系统的基本概念,各种MIMO系统的信道容量和MIMO传输方案进行了介绍,然后针对V-BLAST系统中的传统检测方法进行了原理分析,仿真试验和总结。接着,本文就WiMAX协议上行物理层的具体情况,对于发送端只有1根天线,基站使用多根天线接收的场景进行深入的研究。以SIMO系统的接收分集技术为基础,分析了MRC (最大比合并)算法和基于不同准则的IRC (干扰抵消合并)算法,并对它们进行了比较。此外,对于IRC算法可能会存在干扰自相关矩阵不可逆的情况,本文对其进行了较为详细的研究,并初步给出了规避矩阵求逆的判断条件和规避方案。在1发4收的天线配置模式下,实现基于IRC算法的MIMO检测器时,最大的难题是求解一个4×4复数正定Hermitian矩阵的逆,本文调研和分析了五种易于硬件实现的矩阵求逆设计方法,其中二种为直接求逆方法:分块求逆法,代数余子式法,另外三种方法先对矩阵进行分解再求逆:基于QR分解及CORDIC技术的矩阵求逆法,基于SGR分解的矩阵求逆法和基于Cholesky分解的矩阵求逆法。由于基于Cholesky分解的矩阵求逆法充分利用了待求逆矩阵是一个Hermitian正定矩阵的特点,其计算量相对最少,硬件实现复杂度较低,最终选择作为硬件实现的矩阵求逆方法来解决1发4收情况下IRC算法中的4×4矩阵求逆问题。并且,为了支持1发2收,1发4收两种天线配置模式,本文也给出了一种可以配置成2×2,4×4矩阵求逆的矩阵求逆模块的设计。本文作者在FPGA上实现了基于IRC算法的MIMO检测器,其可以应用于WiMAX协议上行物理层BandAMC区的处理,可支持1发2收,1发4收两种天线配置模式和不同调制方式。此外,本文还对这个检测器设计实现过程中碰到的资源复用,可配置设计,流水实现三个主要问题进行了深入的讨论并给出了相应的设计和实现结果。通过在实验板上的实际测试表明,上述基于IRC算法的MIMO检测器在WiMAX TDD模式下,能够达到3.19Gbps的净吞吐量,具有非常高的实用价值。