DSAP设计优化：解决WLAN MIMO-OFDM系统的QR分解延时问题

"这篇文章主要探讨了在无线局域网（WLAN）的多输入多输出正交频分复用（MIMO-OFDM）系统中，如何解决矩阵QR分解预处理过程中延迟问题的一种新方法——分布式脉动阵列处理器（DSAP）。DSAP通过在脉动阵列的边界单元和内部单元中采用流水线CORDIC（坐标旋转数字计算机）算法，实现了子载波信道矩阵的分布式QR分解处理。不同子载波的QR分解在不同的CORDIC流水线计算级别中完成。相比于传统的串行脉动阵列处理器（SSAP），DSAP结构在几乎不增加复杂度的情况下，能够更有效地利用时钟周期，显著降低了分解延迟，大约只有SSAP的8%。此外，该DSAP结构在SMIC 0.18微米CMOS工艺下被集成到一个2发2收的MIMO-OFDM混合数字模拟芯片中，经过芯片测试验证，证实了数据处理延迟的明显减少。" 本文是关于无线通信领域的技术研究，重点关注的是WLAN MIMO-OFDM系统的性能优化。MIMO-OFDM技术结合了MIMO（多输入多输出）与OFDM（正交频分复用）的优点，能够在无线环境中提供更高的数据传输速率和更好的抗干扰性。然而，这种技术的一个挑战是矩阵运算，尤其是QR分解的延迟问题，因为这直接影响到系统的实时性和效率。 DSAP（分布式脉动阵列处理器）是一种创新的解决方案，它利用了脉动阵列架构的并行计算能力，通过边界单元和内部单元的流水线CORDIC算法，将QR分解任务分布到多个计算阶段，从而减少了延迟。CORDIC算法是一种高效的矢量旋转算法，常用于实现浮点运算，尤其适用于硬件实现，因为它具有低复杂度和低延迟的特性。 相比于传统的SSAP（串行脉动阵列处理器），DSAP在保持相似计算复杂度的同时，通过更有效地利用时间周期，显著降低了QR分解的延迟，这对于实时通信系统至关重要。实验结果表明，DSAP在实际应用中，如在2x2 MIMO-OFDM芯片上，能有效减少数据处理的延迟，这进一步证明了DSAP设计的有效性和优势。 该研究为WLAN MIMO-OFDM系统的硬件实现提供了一种新的、低延迟的处理方案，对提升无线通信系统的性能和效率具有重要意义，特别是在高数据速率和复杂环境下的应用场景。