MIMO-OFDM系統(tǒng)中的幾個(gè)關(guān)鍵算法的VLSI結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).pdf

1、 當(dāng)信號(hào)經(jīng)過(guò)無(wú)線信道傳輸，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)產(chǎn)生的噪聲和障礙物引起多徑傳播會(huì)嚴(yán)重的降低接收信號(hào)的質(zhì)量，伴隨著接收機(jī)的高速移動(dòng)，使得信息更加難以可靠的接收。因此許多先進(jìn)的技術(shù)不得不應(yīng)用于高速率、快速移動(dòng)的無(wú)線通信系統(tǒng)，例如MIMO多天線、正交頻分復(fù)用和迭代譯碼技術(shù)等。與此同時(shí)，這些算法也增加了接收機(jī)的計(jì)算復(fù)雜度。人們?cè)噲D尋找優(yōu)良的VLSI算法實(shí)現(xiàn)，期望同時(shí)滿足性能要求、低成本和低功耗。
本文針對(duì)MIMO-OFDM無(wú)線通信系統(tǒng)中的

2、幾個(gè)關(guān)鍵算法的VLSI設(shè)計(jì)做了系統(tǒng)和深入的研究，取得了以下關(guān)鍵性成果：
1. 針對(duì)3GPP LTE中正交頻分復(fù)用調(diào)制時(shí)所需的快速傅里葉變換，提出了一種采用時(shí)分復(fù)用控制策略的單蝶形VLSI結(jié)構(gòu)。核心電路由一個(gè)混合基蝶形計(jì)算單元和一個(gè)CORDIC坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計(jì)算器組成，避免了傳統(tǒng)FFT計(jì)算中的乘法運(yùn)算。通過(guò)仔細(xì)設(shè)計(jì)規(guī)則的流水線電路結(jié)構(gòu)，使得核心計(jì)算電路中的所有寄存器之間的組合電路的關(guān)鍵路徑趨于一致，利用動(dòng)態(tài)電壓和頻率調(diào)整技術(shù)，可

3、以優(yōu)化功耗管理。
2. 針對(duì)2 × 2天線配置的多輸入多輸出無(wú)線通信系統(tǒng)， 提出了一種新穎的近最大似然MIMO檢測(cè)算法，該算法只對(duì)搜索樹(shù)的第二層節(jié)點(diǎn)耗盡搜索，第一層應(yīng)用提出的區(qū)域判定法直接得到假設(shè)星座點(diǎn)和反假設(shè)點(diǎn)，不需要對(duì)每一層搜索樹(shù)的部分歐幾里德距離排序。依據(jù)此算法設(shè)計(jì)了低復(fù)雜度且規(guī)則的VLSI結(jié)構(gòu)，可以配置并行檢測(cè)核的數(shù)目取得靈活的吞吐率控制。
3. 針對(duì)采用最大后驗(yàn)概率算法的Turbo譯碼器，提出了一種前向

4、、后向度量計(jì)算和存儲(chǔ)器管理的策略，通過(guò)在前向狀態(tài)度量計(jì)算時(shí)對(duì)部分度量值等間隔抽取存儲(chǔ)，然后在對(duì)數(shù)似然比計(jì)算時(shí)經(jīng)過(guò)內(nèi)插還原出未存儲(chǔ)的狀態(tài)度量值，減少了狀態(tài)度量存儲(chǔ)單元，從而降低VLSI實(shí)現(xiàn)面積和功耗。
4. 針對(duì)3GPP LTE 標(biāo)準(zhǔn)中的Turbo碼，設(shè)計(jì)了一種基于最大后驗(yàn)概率算法的低功耗并行譯碼器。根據(jù)二次置換多項(xiàng)式交織器的數(shù)學(xué)特性，分解并行處理中每個(gè)譯碼器的交織地址為子碼塊地址和塊內(nèi)偏移地址，提出一種遞歸計(jì)算子碼塊交織地址