大规模MIMO信号检测算法及可重构计算芯片关键技术研究

来源 :清华大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tom1313
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着智能时代的到来,移动通信的发展也迈进了新的台阶。因此,科学家们在第四代移动通信技术的基础上提出了对第五代(fifthgeneration,5G)移动通信技术的设想。大规模多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)技术是5G的关键技术之一,可以支持数以百计的用户进行传输,而信号检测器是大规模MIMO系统中的重要一环,其主要作用是从接收信号和已知信息中恢复和分离出发送信号,影响着整个系统的性能,因此高检测精度和低计算复杂度的信号检测算法的提出至关重要。而对信号检测算法进行硬件实现时,如何设计硬件架构,使电路在保持低功耗和高性能的同时,还能保持一定的灵活性,同样极具挑战性。本文首先对大规模MIMO系统中几种经典的线性和非线性信号检测算法分别进行了简单的介绍。然后,本文提出了一种新的线性信号检测算法——改进并行迭代(modified parallelizable iteration,MPI)信号检测算法,该算法以迭代的方式来近似矩阵求逆,同时采用新的求解初值的方法来代替传统的零初值。仿真显示MPI信号检测算法在检测精度上要优于现今常见的线性信号检测算法,接近于采用精确矩阵求逆的最小均方误差信号检测算法,但是MPI信号检测算法的计算复杂度比后者低一个数量级,因此本文提出的MPI算法能够较好的权衡计算复杂度和检测精度。接着针对MPI信号检测算法的大规模MIMO可重构信号检测处理器的架构进行设计,其核心计算单元为4个4×4的运算单元阵列。实验结果证明该可重构信号检测处理器与用现场可编程门阵列实现的处理器相比,无论在面积效率还是能量效率方面均有较大提升(约为10倍),同时由于可重构计算架构的灵活性和可扩展性,该可重构处理器还可以支持多种信号检测算法和常用的数字信号处理领域的算法。本文针对MPI信号检测算法对大规模MIMO可重构处理器的架构进行了设计,使用Verilog硬件描述语言对电路进行描述得到仿真结果,并采用TSMC 28nm工艺对电路进行了逻辑综合,最后经过布局布线后得到该可重构处理器的版图。
其他文献
人群计数是公共安全研究领域的关键和基础问题。随着图像数据的爆炸式增长和深度学习技术在计算机视觉领域的飞速发展,基于深度学习技术的人群计数或人群密度估计是一个关键
目的:通过对发育期暴露5-氮杂胞苷(5-Azaytidine,5-Aza)对成年期小鼠及其后代甲基化调控系统的影响研究,探讨异常DNA甲基化模式的可遗传性;并通过行为学试验研究具有焦虑抑郁样行为母鼠的抚养对后代小鼠的影响,进一步探讨DNA甲基化模式遗传性的稳定性。方法:2周龄小鼠随机分成2组,5-Aza组小鼠腹腔注射5-Aza,对照组给以等量盐水。小鼠7-8周龄时进行行为学实验,行为学试验结束后部
随着社会主义市场经济的不断发展,在现代商业社会中,消费者的地位显然要弱于经营者,经营者为了自身利益而侵害消费者权益的现象屡屡发生。相对于传统的民事诉讼事件,现代型纷
目的对国内外糖尿病高危足患者健康教育的相关指南进行整合,形成本土化的最佳证据。方法通过计算机检索JBI循证卫生保健国际合作中心图书馆、Cochrane Library、BMJ最佳临床
随着社会的进步和经济的发展,各方面的竞争越来越激烈。在此背景下,社会对德智体美劳全面发展的高素质人才越来越重视。然而目前学生身体素质持续下降,学不会运动技能,不得不
近年来,在图像检索领域,大量的方法利用人工标注的图像进行有监督哈希学习,并通过训练的哈希函数将图像映射为二进制的哈希码进行图像检索。但是由于人工标注过程的巨大人力
近年来,随着信息技术的快速发展,复杂数据已经越来越常见.在复杂数据中,函数型数据和超高维数据已经出现在心理学、经济学、气象学、医学、生物学等许多领域.函数型数据是伴随着某一连续变量(时间、空间)变化的数据,呈现形式可以是曲线、平面或者三维空间等.函数型数据的主要分析方法是将数据映射到一个有限的基空间上来降维,例如函数型主成分分析,样条展开等等.在统计研究中,将变量维数随着样本量9)的指数次方发散的
非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)技术通过使用功率域实现用户信息的多路复用,在发送端通过主动引入干扰使多个用户信息可以使用相同的频谱资源,在接收
社会网络是研究现实世界的一种分析视角,影响最大化和社区发现的研究已经成为当前研究的热点和关键问题,大量的社会应用使得这些问题的研究变得非常迫切。这些研究有助于成功
研究背景:核酸纳米自组装是指通过设计特定的DNA序列而控制其形成各种纳米结构的新兴技术领域,具有可编程、智能化、无毒、无免疫源性、易被生物降解等特点,拥有较好的生物兼容性,在生物传感、生物荧光成像以及药物递送等领域拥有巨大的应用前景和潜在临床价值。因此,发展DNA纳米材料应用于生物医学领域已经成为目前临床和基础研究的重要方向之一。传统DNA纳米材料通常由镁离子介导自组装,但由于DNA纳米材料自身的