OSIC检测中高效排序QR分解FPGA实现

1

作者 王海麟 冯献礼 +2 位作者 辜方林 高明柯 赵海涛 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2024年第6期1420-1431,共12页

排序连续干扰消除(Ordered successive interference cancellation,OSIC)是多输入多输出(Multiple input multiple output, MIMO)系统中一种常用的信号检测算法,但该算法的吞吐量、时延等指标受制于信道矩阵逆运算。因此,计算复杂度低... 排序连续干扰消除(Ordered successive interference cancellation,OSIC)是多输入多输出(Multiple input multiple output, MIMO)系统中一种常用的信号检测算法,但该算法的吞吐量、时延等指标受制于信道矩阵逆运算。因此,计算复杂度低且能高速实现矩阵求逆分解预处理是算法硬件实现的关键。本文采用对信道矩阵进行排序正交三角(Orthogonal triangle, QR)分解的矩阵预处理硬件加速方案,其中排序过程引入对复值1范数的快速估计方法消除复数模计算,QR分解过程利用深度流水化坐标旋转数字计算(Coordinate rotation digital computer, CORDIC)迭代方法消除Givens旋转过程中的元素矢量化,计算置零旋转角度,实现了面向QR分解的可复用Givens旋转结构的流水线电路结构设计,使矩阵分解过程中无需乘法器。仿真结果表明,本文所提OSIC改进算法误比特率性能与基于信噪比的OSIC检测算法性能基本一致,所提的基于CORDIC迭代的Givens旋转结构能够高度分时复用,显著提升系统并行度并极大减少资源占用,系统设计时钟最高能达到250 MHz,矩阵分解吞吐量能达到1.88 M Matrices/s,能够满足4天线及以上MIMO系统接收端吞吐量和时延需求。 展开更多

关键词 多输入多输出信号检测 排序连续干扰消除 排序QR分解 Givens旋转 现场可编程门阵列

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MIMO系统中基于信号可靠性判定的OSIC检测 被引量：5

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作者 冯姣 胡冬顺 李鹏 《电讯技术》 北大核心 2020年第9期1020-1027,共8页

排序串行干扰消除(Ordered Successive Interference Cancellation,OSIC)是多输入多输出无线通信系统中一种重要的信号检测技术。为了降低该算法的计算复杂度,首先提出了基于信号可靠性判决的排序串行干扰消除算法,根据所设计的信号可... 排序串行干扰消除(Ordered Successive Interference Cancellation,OSIC)是多输入多输出无线通信系统中一种重要的信号检测技术。为了降低该算法的计算复杂度,首先提出了基于信号可靠性判决的排序串行干扰消除算法,根据所设计的信号可靠性判决(Signal Reliability Decision,SRD)结构的判决结果选择不同的方法消除信号间的干扰。为了进一步提升SRD-OSIC算法的检测性能,提出了局部最优(Local Optimized,LO)的LO-SRD-OSIC算法。仿真结果表明,SRD-OSIC算法仅需要传统OSIC算法一半的复杂度就能获得相近的误码率性能。不仅如此,当LO-SRD-OSIC算法与SRD-OSIC算法的计算复杂度相同时,LO-SRD-OSIC算法可以获得额外3 dB的误码率性能增益。 展开更多

关键词 多输入多输出 信号检测 排序串行干扰消除 可靠性判定结构

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基于串行干扰消除的V-BLAST检测 被引量：13

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作者 丁子哲 张贤达 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第B06期19-24,共6页

贝尔实验室分层空时结构(BLAST)是实现多输入多输出(MIMO)无线通信系统空时复用并获得容量增益的一种重要技术.本文将以垂直BLAST(V-BLAST)为主要对象,综述基于串行干扰消除的V-BLAST检测算法及相应的复杂度和误码性能,并对其发展作了... 贝尔实验室分层空时结构(BLAST)是实现多输入多输出(MIMO)无线通信系统空时复用并获得容量增益的一种重要技术.本文将以垂直BLAST(V-BLAST)为主要对象,综述基于串行干扰消除的V-BLAST检测算法及相应的复杂度和误码性能,并对其发展作了有关展望. 展开更多

关键词 MIMO V—BLAST 串行干扰消除 最优排序

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慢衰落信道下的自适应MIMO检测算法 被引量：3

4

作者 蒋攀攀 王大鸣 +1 位作者 徐尧 陈坤汕 《信号处理》 CSCD 北大核心 2014年第6期736-740,共5页

针对现有V-BLAST检测算法复杂度高的问题,本文提出了一种适用于慢衰落信道环境下的自适应MIMO检测算法。该算法首先利用基于最小均方误差准则的排序干扰抵消算法获得信号检测顺序和初始滤波器系数;利用信道之间的相关性,应用最小均方误... 针对现有V-BLAST检测算法复杂度高的问题,本文提出了一种适用于慢衰落信道环境下的自适应MIMO检测算法。该算法首先利用基于最小均方误差准则的排序干扰抵消算法获得信号检测顺序和初始滤波器系数;利用信道之间的相关性,应用最小均方误差(LMS)算法到判决反馈均衡(DFE)结构中,完成滤波器系数的更新,从而避免了大量的矩阵求逆操作。仿真结果表明,与传统的MMSE-OSIC算法相比,本文算法在检测性能上略有下降,但具有更低的计算复杂度和更高的处理效率。 展开更多

关键词 V—BLAST 排序干扰抵消 判决反馈均衡 LMS

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采用串行干扰消除的DS-CDMA系统中速率分配与译码顺序调整的联合优化 被引量：2

5

作者 周朝荣 李乐民 +1 位作者 张翼德 冯钢 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期1400-1404,共5页

在采用串行干扰消除的DS-CDMA系统中,可能的速率模式与译码顺序随着用户数的增长而指数增长。如何分配速率使得系统效用最大化是一个NP问题,这涉及到速率分配与译码顺序调整的联合优化。该文针对此问题提出两种次优贪婪算法。算法的主... 在采用串行干扰消除的DS-CDMA系统中,可能的速率模式与译码顺序随着用户数的增长而指数增长。如何分配速率使得系统效用最大化是一个NP问题,这涉及到速率分配与译码顺序调整的联合优化。该文针对此问题提出两种次优贪婪算法。算法的主要思想是逐步贪婪地更新速率模式,再针对每步更新后的速率模式调整译码顺序,根据调整后的译码顺序快速检验对应速率模式的可行性。提出的算法具有较低的计算复杂度,可用于速率的快速有效分配。仿真实验证实了分析结果并展示了算法的有效性。 展开更多

关键词 无线通信 串行干扰消除 译码顺序 速率分配 贪婪算法

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时频双选信道OFDM系统的ICI消除与均衡 被引量：4

6

作者 韩华 吴乐南 《信号处理》 CSCD 北大核心 2010年第7期1039-1043,共5页

在正交频分复用(OFDM)系统中,因高速移动造成的多普勒效应导致子载波间正交性的破坏并产生载波间干扰(ICI)。为了消除ICI,本文通过分析ICI分布特性及带状矩阵特性,提出了低复杂度的迭代干扰抵消算法和基于最小均方误差准则的排序串行干... 在正交频分复用(OFDM)系统中,因高速移动造成的多普勒效应导致子载波间正交性的破坏并产生载波间干扰(ICI)。为了消除ICI,本文通过分析ICI分布特性及带状矩阵特性,提出了低复杂度的迭代干扰抵消算法和基于最小均方误差准则的排序串行干扰抵消(MMSE-OSIC)算法。仿真结果表明,与传统子载波间干扰频域均衡算法相比,新算法在计算复杂度和性能之间取得了良好的平衡,且MMSE-OSIC算法可以利用时变信道的时间分集特性在高信噪比情况下有效地消除"地板效应"。 展开更多

关键词 正交频分复用(OFDM) 载波间干扰(ICI) 排序串行干扰抵消 时频双选信道

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MIMO系统中一种改进的迭代串行干扰消除算法 被引量：4

7

作者 赵旦峰 王杨 钱晋希 《信号处理》 CSCD 北大核心 2012年第10期1423-1426,共4页

多输入多输出(MIMO)系统中,串行干扰消除(SIC)算法复杂度相对较低,但干扰消除时存在差错传播问题。针对独立编码的垂直分层空时(V-BLAST)系统,提出一种联合译码的SIC算法,将译码完成的码字反馈给解调器,从接收信号中消除。引入一种码字... 多输入多输出(MIMO)系统中,串行干扰消除(SIC)算法复杂度相对较低,但干扰消除时存在差错传播问题。针对独立编码的垂直分层空时(V-BLAST)系统,提出一种联合译码的SIC算法,将译码完成的码字反馈给解调器,从接收信号中消除。引入一种码字排序准则,利用软信息对码字排序,优先对高可靠性码字译码。通过码字排序和联合译码提高检测符号的准确性,减少差错传播。仿真结果表明,与已存在的接收方法相比,该算法能有效地抑制差错传播,大幅提升误码率性能。 展开更多

关键词 多输入多输出系统 垂直分层空时码 串行干扰消除 排序

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V-BLAST系统中一种近似最佳列表检测算法 被引量：1

8

作者 王海红 成文婧 +1 位作者 王欣 魏急波 《信号处理》 CSCD 北大核心 2010年第7期1021-1026,共6页

针对V-BLAST系统,提出一种近似最佳列表检测算法。该列表检测算法通过调节列表维数参数在检测性能和计算复杂度之间实现了较好的折衷。此外,给出了一种不同于OSIC算法的检测排序方法,进一步提高了检测性能。仿真和复杂度比较结果表明,... 针对V-BLAST系统,提出一种近似最佳列表检测算法。该列表检测算法通过调节列表维数参数在检测性能和计算复杂度之间实现了较好的折衷。此外,给出了一种不同于OSIC算法的检测排序方法,进一步提高了检测性能。仿真和复杂度比较结果表明,在不相关和空间相关性较强的信道下,该列表检测算法均显著优于OSIC算法,甚至接近ML算法的性能,实现了性能和复杂度较好的折衷,是一种实用的选择。 展开更多

关键词 V-BLAST系统 排序连续干扰抵消(osic)算法 QRD-M算法 列表检测算法

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基于迭代最小二乘的按序串行干扰消除MIMO判决反馈算法 被引量：1

9

作者 王赟 汪晋宽 解志斌 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期1121-1124,1129,共5页

基于迭代最小二乘的按序串行干扰消除MIMO判决反馈算法在应用迭代最小二乘算法得到的前馈数据向量中按序将已检测并判决出的信号进行消除,并将前馈数据向量合并到反馈数据向量中,避免了已判决出的信号对前馈数据向量的干扰,使系统检测... 基于迭代最小二乘的按序串行干扰消除MIMO判决反馈算法在应用迭代最小二乘算法得到的前馈数据向量中按序将已检测并判决出的信号进行消除,并将前馈数据向量合并到反馈数据向量中,避免了已判决出的信号对前馈数据向量的干扰,使系统检测性能得到了明显改善。在多散射物的无线通信环境下进行仿真实验,结果表明与传统的采用迭代最小二乘按序判决反馈算法相比,所提算法检测性能提高,误码率显著下降。 展开更多

关键词 迭代最小二乘 按序串行干扰消除 判决反馈 MIMO

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一种低复杂度近最佳的MIMO信号检测算法 被引量：2

10

作者 刘金铸 薛婷 《南京信息工程大学学报（自然科学版）》 CAS 2013年第2期167-170,共4页

在多输入多输出(MIMO)系统的信号检测算法中,最大似然(ML)算法具有最佳检测性能,但因其复杂度随天线数及调制阶数的增加呈指数增加而不实用.排序干扰逐次消去的最小均方误差(MMSE-OSIC)算法具有很低的复杂度,但因迭代检测过程中的差错... 在多输入多输出(MIMO)系统的信号检测算法中,最大似然(ML)算法具有最佳检测性能,但因其复杂度随天线数及调制阶数的增加呈指数增加而不实用.排序干扰逐次消去的最小均方误差(MMSE-OSIC)算法具有很低的复杂度,但因迭代检测过程中的差错传播使得检测性能与最佳检测相比有很大差距.针对以上算法的缺点,提出了一种低复杂度近最佳的MIMO信号检测算法,该算法对MMSE-OSIC算法的检测顺序进行调整,首先通过比较信道逆矩阵行向量的范数确定最弱信号层,对该发射信号的所有可能值进行遍历搜索,在保证最弱信号层尽可能正确检测的前提下,对剩余信号层采用MMSE-OSIC算法检测.理论分析及仿真结果表明,该算法有效抑制了迭代检测过程中的差错传播,几乎达到了最佳检测性能,同时具有较低的复杂度,在检测性能与复杂度之间给出了很好的折衷. 展开更多

关键词 多输入多输出 干扰逐次消去 最小均方误差 最大似然 检测顺序

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基于改进对数正态误差恒模算法的MIMO判决反馈 被引量：1

11

作者 王赟 汪晋宽 解志斌 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第15期4726-4731,共6页

对数正态误差恒模算法误差曲线收敛速度快,但均方误差较大。针对这一问题,提出了改进的对数正态误差恒模算法,并将此算法应用于按序串行干扰消除MIMO判决反馈算法中。利用改进的对数正态误差恒模算法来得到前馈数据向量并将其合并到反... 对数正态误差恒模算法误差曲线收敛速度快,但均方误差较大。针对这一问题,提出了改进的对数正态误差恒模算法,并将此算法应用于按序串行干扰消除MIMO判决反馈算法中。利用改进的对数正态误差恒模算法来得到前馈数据向量并将其合并到反馈数据向量中,然后按序将已检测并判决出的信号进行消除,避免了已判决出的信号对接收数据向量的干扰。在多散射物的无线通信环境下进行仿真,结果表明与迭代最小二乘按序判决反馈算法相比,所提算法检测性能提高,误码率显著下降。 展开更多

关键词 MIMO 对数正态误差恒模算法 按序串行干扰消除 判决反馈

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采用非线性串行干扰消除的DS-CDMA系统中最优检测顺序的研究

12

作者 周朝荣 李乐民 +1 位作者 张翼德 冯钢 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2009年第9期3421-3424,共4页

在采用串行干扰消除的DS-CDMA系统中,不同的检测顺序导致不同的系统性能。研究在这样的系统中如何调整检测顺序以最小化总发射功率的问题。不同于已有研究,考虑非理想情况下的非线性串行干扰消除接收机,并且外小区干扰不再假设为独立于... 在采用串行干扰消除的DS-CDMA系统中,不同的检测顺序导致不同的系统性能。研究在这样的系统中如何调整检测顺序以最小化总发射功率的问题。不同于已有研究,考虑非理想情况下的非线性串行干扰消除接收机,并且外小区干扰不再假设为独立于用户发射(接收)功率。在这样的前提下,根据给定检测顺序下最优功率分配的表达式,推导出了能够最小化总发射功率的最优检测顺序。仿真实验展示了不同检测顺序下系统的发射功率要求,证实了最优检测顺序有助于降低总发射功率。相应地,可将基于最优检测顺序的功率分配机制用于实际系统。 展开更多

关键词 串行干扰消除 检测顺序 功率分配 外小区干扰

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采用串行干扰消除的CDMA蜂窝系统中的跨层资源管理

13

作者 周朝荣 张翼德 +1 位作者 冯钢 李乐民 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2010年第8期2828-2833,共6页

在采用串行干扰消除的CDMA蜂窝系统中,资源的稀缺性以及不同的译码顺序导致不同的系统性能等因素的存在,使得研究联合译码顺序调整的跨层资源管理很有必要。讨论了这类系统中无线资源管理的研究现状,包括功率控制、速率分配、容量分析... 在采用串行干扰消除的CDMA蜂窝系统中,资源的稀缺性以及不同的译码顺序导致不同的系统性能等因素的存在,使得研究联合译码顺序调整的跨层资源管理很有必要。讨论了这类系统中无线资源管理的研究现状,包括功率控制、速率分配、容量分析与接纳控制等方面,分析了当前研究的局限性;给出了跨层资源管理的进一步研究方向。 展开更多

关键词 串行干扰消除 单用户检测 译码顺序 跨层资源管理

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基于重构信道的组分层空时系统接收天线选择

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作者 于波 张兴周 李鸿林 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第10期2336-2338,2425,共4页

针对采用排序的串行干扰消除检测的组分层空时系统,提出了基于重构信道QR分解的接收天线选择算法,该算法用子信道Frobenius范数排序代替Moore-Penrose伪逆行范数排序得到置换矩阵,降低了计算复杂度。并给出了基于重构信道的快速算法,该... 针对采用排序的串行干扰消除检测的组分层空时系统,提出了基于重构信道QR分解的接收天线选择算法,该算法用子信道Frobenius范数排序代替Moore-Penrose伪逆行范数排序得到置换矩阵,降低了计算复杂度。并给出了基于重构信道的快速算法,该算法比常规信道快速算法具有显著的性能提升。仿真分析表明,该算法在中断容量上与最大容量算法接近,重构信道QR分解算法与基于伪逆排序方法性能相近,重构快速算法性能稍有下降,但复杂度更低。 展开更多

关键词 天线选择 组分层空时 排序的串行干扰消除 QR分解

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