大規(guī)模MIMO檢測算法VLSI架構(gòu)：專用電路及動態(tài)重構(gòu)實現(xiàn)

目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 應用需求 1
1.1.1 未來典型應用 2
1.1.2 通信系統(tǒng)需求 5
1.2 移動通信與MIMO檢測 7
1.2.1 通信技術(shù)發(fā)展 7
1.2.2 5G關(guān)鍵技術(shù) 9
1.2.3 MIMO基帶處理 13
1.2.4 大規(guī)模MIMO檢測難點 18
1.3 MIMO檢測芯片研究現(xiàn)狀 19
1.3.1 基于ISAP的MIMO檢測芯片 19
1.3.2 基于ASIC的MIMO檢測芯片 24
1.3.3 傳統(tǒng)MIMO檢測芯片的局限性 40
1.4 MIMO檢測動態(tài)重構(gòu)芯片技術(shù) 40
1.4.1 可重構(gòu)計算概述 40
1.4.2 MIMO檢測動態(tài)重構(gòu)芯片研究現(xiàn)狀 48
參考文獻 57
第2章 線性大規(guī)模MIMO檢測算法 65
2.1 線性算法概述 65
2.2 紐曼級數(shù)近似算法 68
2.2.1 算法設(shè)計 68
2.2.2 誤差分析 69
2.2.3 復雜度與誤塊率 72
2.3 切比雪夫迭代算法 75
2.3.1 算法設(shè)計 75
2.3.2 收斂性 79
2.3.3 復雜度與并行性 83
2.3.4 誤比特率 85
2.3.5 信道模型影響分析 87
2.4 雅可比迭代算法 89
2.4.1 加權(quán)雅可比迭代及收斂性 89
2.4.2 復雜度及誤幀率 93
2.4.3 信道模型影響分析 96
2.5 共軛梯度算法 97
2.5.1 算法設(shè)計 97
2.5.2 收斂性 99
2.5.3 迭代初值及搜索 100
2.5.4 復雜度與并行性 104
2.5.5 誤符號率 105
參考文獻 107
第3章 線性大規(guī)模MIMO檢測架構(gòu) 110
3.1 紐曼級數(shù)近似硬件架構(gòu) 110
3.1.1 VLSI頂層結(jié)構(gòu) 110
3.1.2 近似求逆及匹配濾波模塊 111
3.1.3 均衡和SINR模塊 112
3.1.4 IFFT及LLR模塊 113
3.1.5 基于Cholesky分解求逆模塊 113
3.2 切比雪夫迭代硬件架構(gòu) 115
3.2.1 VLSI頂層結(jié)構(gòu) 115
3.2.2 初始模塊 115
3.2.3 迭代模塊 117
3.2.4 LLR模塊 118
3.2.5 實驗結(jié)果與比較 118
3.3 加權(quán)雅可比迭代硬件架構(gòu) 121
3.3.1 VLSI頂層架構(gòu) 121
3.3.2 對角脈動陣列 122
3.3.3 WeJi模塊 124
3.3.4 LLR模塊 126
3.3.5 實驗結(jié)果與比較 127
3.4 共軛梯度法硬件架構(gòu) 133
3.4.1 VLSI頂層結(jié)構(gòu) 133
3.4.2 輸入輸出模塊 133
3.4.3 乘法模塊 134
3.4.4 迭代模塊 135
3.4.5 實驗結(jié)果及比較 136
參考文獻 138
第4章 非線性大規(guī)模MIMO信號檢測算法 141
4.1 傳統(tǒng)非線性MIMO信號檢測算法 142
4.1.1 ML信號檢測算法 142
4.1.2 SD信號檢測算法和K-best信號檢測算法 144
4.2 CHOSLAR算法 147
4.2.1 系統(tǒng)模型 147
4.2.2 QR分解 147
4.2.3 格基規(guī)約 149
4.2.4 Cholesky預處理 150
4.2.5 改進K-best檢測器及其性能仿真 156
4.2.6 總結(jié)和分析 161
4.3 TASER算法 163
4.3.1 系統(tǒng)模型 163
4.3.2 半定松弛 165
4.3.3 算法分析 165
4.3.4 性能分析 168
4.3.5 計算復雜度 169
參考文獻 170
第5章 非線性大規(guī)模MIMO檢測硬件架構(gòu) 175
5.1 CHOSLAR硬件架構(gòu) 175
5.1.1 VLSI結(jié)構(gòu) 175
5.1.2 實現(xiàn)結(jié)果和比較 182
5.2 TASER硬件架構(gòu) 185
5.2.1 架構(gòu)綜述 185
5.2.2 基本處理單元 187
5.2.3 實現(xiàn)細節(jié) 188
5.2.4 FPGA實現(xiàn)結(jié)果 189
5.2.5 ASIC實現(xiàn)結(jié)果 191
參考文獻 193
第6章 大規(guī)模MIMO檢測動態(tài)重構(gòu)芯片 196
6.1 算法分析 196
6.1.1 算法分析方法 197
6.1.2 算法共性 198
6.1.3 計算模型 198
6.2 數(shù)據(jù)通路 200
6.2.1 可重構(gòu)運算單元陣列結(jié)構(gòu) 201
6.2.2 運算單元結(jié)構(gòu) 203
6.2.3 共享存儲器 207
6.2.4 互連 209
6.3 配置通路 240
6.3.1 控制設(shè)計 241
6.3.2 主控接口 241
6.3.3 配置控制器 243
6.3.4 配置包設(shè)計 244
6.3.5 映射方法 248
參考文獻 253
第7章 大規(guī)模MIMO檢測VLSI架構(gòu)展望 257
7.1 服務器端應用展望 258
7.1.1 5G通信特點概要 258
7.1.2 服務器端特點概要 260
7.1.3 服務器端應用 261
7.2 移動終端應用展望 267
7.2.1 基于ASIC的檢測芯片應用 268
7.2.2 基于可重構(gòu)的檢測芯片應用 272
7.3 邊緣計算應用展望 275
7.3.1 邊緣計算的概念 276
7.3.2 檢測芯片在邊緣計算應用 278
參考文獻 281
彩圖