定点迭代接收机设计:MIMO-OFDM系统的硬件优化与性能评估

需积分: 8 0 下载量 7 浏览量 更新于2024-08-13 1 收藏 2.1MB PDF 举报
"MIMO-OFDM系统的高效定点迭代接收机设计" 近年来,多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)系统因其能实现高数据速率和可靠的通信而备受关注。然而,这种系统中的迭代接收机在实际实现时面临巨大挑战。本文提出了一种基于低复杂度K-Best解码器的高效固定点算术迭代接收机设计,旨在降低硬件成本,减少面积和执行时间。 迭代接收机是编码MIMO-OFDM系统的核心,它通过迭代的方式处理接收到的信号,从而提高系统性能。该接收机通过反复交换信息来逐步改善对传输符号的估计,这在理论上可以实现接近信道容量的数据传输速率。然而,这种复杂的算法在硬件实现上需要大量的计算资源,包括存储和处理单元,这对实时性和功耗提出了严格要求。 K-Best解码器是一种简化版的软输出Viterbi算法,它只追踪最有可能的几个路径,降低了计算复杂性。在本文中,它被用于构建迭代接收机,以平衡性能和硬件效率。固定点算术则是一种在有限精度下进行数字运算的方法,适用于嵌入式和硬件实现,因为它可以减少对浮点运算单元的需求,从而降低硬件成本。 文章详细评估了不同调制阶数和信道模型下固定点迭代接收机的性能。调制阶数的改变直接影响到信号的携带信息量和对抗噪声的能力。而信道模型则模拟了实际无线通信环境中的多种干扰和衰落情况,如多径传播和快慢衰落。 此外,为了在真实系统条件下验证接收机的性能,研究者引入了一个基于无线开放访问研究平台(WARP)的MIMO-OFDM系统测试床。WARP是一个开源硬件平台,广泛用于无线通信系统的研究和开发,它可以提供灵活的硬件配置和软件定义无线电功能,用于模拟和实地试验。 这篇论文提供了一种针对MIMO-OFDM系统的实用解决方案,通过优化迭代接收机的实现,实现了高性能与低硬件成本之间的平衡。这为未来MIMO-OFDM系统的硬件实现提供了有价值的参考,特别是在资源受限的无线通信设备中。