資源描述：
《低復(fù)雜度大規(guī)模MIMO信號(hào)檢測(cè)算法與硬件架構(gòu)研究.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、學(xué)校代碼:10286分類號(hào):TN929.53密級(jí):公開UDC:621.3學(xué)號(hào):150823低復(fù)雜度大規(guī)模MIMO信號(hào)檢測(cè)算法與硬件架構(gòu)研究研究生姓名:吳至榛導(dǎo)師姓名:尤肖虎教授張川副教授申請(qǐng)學(xué)位類別工程碩士學(xué)位授予單位東南大學(xué)一級(jí)學(xué)科名稱信息與通信工程論文答辯日期二級(jí)學(xué)科名稱通信與信息系統(tǒng)學(xué)位授予日期答辯委員會(huì)主席評(píng)閱人2018年6月10日碩碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文低復(fù)雜度大規(guī)模MIMO信號(hào)檢測(cè)算法與硬件架構(gòu)研究專業(yè)名稱:信息與通信工程研究生姓名:吳至榛導(dǎo)師姓名:尤肖虎教授張川?教授LOW-COMPLEXITYALGORITHMSA
2、NDIMPLEMENTATIONSFORMASSIVEMIMODETECTIONAThesissubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYZhizhenWuSupervisedby:Prof.XiaohuYouandProf.ChuanZhangSchoolofInformationScienceandEngineeringSoutheastUniversity2018/6/10東南大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我
3、個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得東南大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。研究生簽名：日期：東南大學(xué)學(xué)位論文使用授權(quán)聲明東南大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)信息研究所、國家圖書館有權(quán)保留本人所送交學(xué)位論文的復(fù)印件和電子文檔，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。除在保密期內(nèi)的保密論文外，允許論文
4、被查閱和借閱，可以公布（包括刊登）論文的全部或部分內(nèi)容。論文的公布（包括刊登）授權(quán)東南大學(xué)研究生院辦理。研究生簽名：導(dǎo)師簽名：日期：摘要近年來，隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5G）已經(jīng)成為了國內(nèi)外無線通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文主要針對(duì)5G中的兩大關(guān)鍵技術(shù)，即大規(guī)模多輸入多輸出（MIMO）系統(tǒng)和Polar碼，做了一些研究?；诖笠?guī)模MIMO背景，在傳統(tǒng)的多項(xiàng)式級(jí)數(shù)展開的線性低復(fù)雜度檢測(cè)算法的基礎(chǔ)上，本文提出了軟輸出迭代Neumann級(jí)數(shù)展開檢測(cè)算法，并對(duì)其進(jìn)行收斂性、性能、復(fù)雜度分析；提出的軟輸出方法很好地利用了原來級(jí)
5、數(shù)方法與信道固化性質(zhì)，在較好傳輸條件下，相比經(jīng)典的Cholesky算法，能很好地體現(xiàn)低復(fù)雜度優(yōu)勢(shì)。在Gauss-Seidel（GS）檢測(cè)算法的基礎(chǔ)上，本文提出了基于改進(jìn)的GS方法的大規(guī)模MIMO檢測(cè)算法，并提供了相應(yīng)的硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)結(jié)果。改進(jìn)后的算法具有快速收斂于精確MMSE檢測(cè)性能和適應(yīng)各種惡劣傳播環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)。數(shù)值仿真和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）實(shí)現(xiàn)結(jié)果顯示提出的檢測(cè)器在硬件效率方面和錯(cuò)誤率性能方面均占有一定優(yōu)勢(shì)。在GS檢測(cè)算法的基礎(chǔ)上，本文還提出了一種低復(fù)雜度、硬件友好的并行GS檢測(cè)算法。和傳統(tǒng)的GS檢測(cè)算法相比，并行GS
6、檢測(cè)算法能夠提高硬件實(shí)現(xiàn)的并行度，同時(shí)幾乎不損失性能；且具有良好的伸展性，尤其適合大規(guī)模MIMO系統(tǒng)。FPGA綜合結(jié)果表明提出的檢測(cè)器還具有硬件效率更高的優(yōu)勢(shì)。在GS檢測(cè)算法的基礎(chǔ)上，本文還提出了采用預(yù)條件技術(shù)提高收斂性能的預(yù)條件GS檢測(cè)算法。和傳統(tǒng)的GS檢測(cè)算法相比，預(yù)條件GS檢測(cè)算法在系統(tǒng)負(fù)載系數(shù)較大和相關(guān)信道的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中能取得更好的檢測(cè)性能。同時(shí)，本文還提出了對(duì)應(yīng)的高效檢測(cè)器，其良好的硬件效率和伸縮性尤其適合用戶數(shù)很多的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)。在多項(xiàng)式級(jí)數(shù)展開檢測(cè)算法的基礎(chǔ)上，本文提出了基于Neumann級(jí)數(shù)的改進(jìn)的三對(duì)
7、角矩陣近似求逆算法。改進(jìn)后的算法對(duì)于大規(guī)模MIMO檢測(cè)問題能夠很好地取得計(jì)算復(fù)雜度和錯(cuò)誤率性能的折中。同時(shí)，本文還提供了改進(jìn)的檢測(cè)器的硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)和FPGA實(shí)現(xiàn)結(jié)果。結(jié)果顯示，改進(jìn)的檢測(cè)器取得了最高的硬件效率?；诖笠?guī)模MIMO背景，本文還提出一系列可調(diào)收斂速率的大規(guī)模MIMO迭代檢測(cè)方法。這些方法的主要優(yōu)點(diǎn)在于可以根據(jù)系統(tǒng)特性和傳播環(huán)境進(jìn)行靈活的配置，從而達(dá)到更好的檢測(cè)效果以及更低的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。同時(shí)，本文還將這一系列可調(diào)收斂速率算法全部統(tǒng)一在一個(gè)更加通用的框架內(nèi)，提出了完全可調(diào)的檢測(cè)算法。在分塊對(duì)角陣近似求逆的基礎(chǔ)上，本文提出了適
8、用于用戶配備多天線情況的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的低復(fù)雜度檢測(cè)算法。同時(shí)，本文還將兩者結(jié)合起來，設(shè)計(jì)了塊對(duì)角陣近似求逆檢測(cè)器的高效硬件架構(gòu)。在Polar碼置信傳播（BP）譯碼的基礎(chǔ)上，本文提出了多重縮放置信傳播譯碼算I法，用以加快Polar
