【摘 要】
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随着5G移动网络应用愈加广泛,基于大规模MIMO的无线专网技术的研究已经成为一个重要的方向,多种复杂场景下专网通信的高可靠性和高速率通信方式需要设计和实现。本论文针对大规模MIMO无线专网上行链路,以无线专网性能要求为指引,进行了性能仿真以及算法的研究和硬件实现,主要工作有:首先对上行链路仿真系统在AWGN信道的性能进行了仿真,确定无线专网的信号设计和仿真系统的正确性,同时确定了以16QAM、1/
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随着5G移动网络应用愈加广泛,基于大规模MIMO的无线专网技术的研究已经成为一个重要的方向,多种复杂场景下专网通信的高可靠性和高速率通信方式需要设计和实现。本论文针对大规模MIMO无线专网上行链路,以无线专网性能要求为指引,进行了性能仿真以及算法的研究和硬件实现,主要工作有:首先对上行链路仿真系统在AWGN信道的性能进行了仿真,确定无线专网的信号设计和仿真系统的正确性,同时确定了以16QAM、1/3码率作为专网的调制方式和编码速率;之后采用此种调制方式和码率仿真了无线专网在RA、BU、HT专网场景下随多普勒频移变化的通信性能,达到了较好的误码率性能和频谱效率,同时也有一定的抗移动性,满足了无线专网的性能指标要求;其次研究了适用于大规模MIMO无线专网的多种检测算法,包括MMSE、SD、ML、QRM-MLD（M=2）、QRM-MLD（M=4）算法,并在大规模MIMO无线专网中进行了性能仿真和非线性检测算法的复杂度分析,在非线性检测算法中,QRM-MLD（M=2）性能和复杂度表现最好;接着考虑一般型无线专网中随机分布用户的路径损耗,引入AMC技术,在无线专网中实现了可以根据用户与基站间的距离来自适应调节系统调制方式和编码速率的专网AMC技术,相比未实现之前,大大提高了通信合速率;最后,使用Vivado HLS工具,在VCU108开发套件上对大规模MIMO无线专网检测算法进行了硬件IP核实现。本论文从实现过程的基本模块开始介绍,其中包括ZF模块、预编码和干扰抑制模块;之后分别实现了单用户的MMSE检测模块、QRM-MLD（M=2）模块,比较复杂度之后,选择性能表现更好的QRM-MLD（M=2）,并且将单用户QRM-MLD（M=2）模块合并进基站端模块,实现了基站端整个检测流程的IP核。本论文对每个IP核均给出了详细的实现框图、综合后时序和资源使用率情况以及最终的仿真波形图,便于部署IP核时作为参考。
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