文档介绍：国防科学技术大学
硕士学位论文
面向MIMO-OFDM系统的软件无线电处理器研究
姓名:陈艇
申请学位级别:硕士
专业:电子科学与技术
指导教师:刘衡竹
2010-11
国防科学技术大学研究生院硕士学位论文
摘要
当前无线通信基站平台在功能实现上过多地依赖于加速部件,导致处理器的
架构灵活性较差,不易产品的升级,软件无线电技术是以软件实现无线电的功能,
具有良好的灵活性和可扩展性,被认为是未来宽带无线通信发展的趋势。然而诸
如 FIR 滤波、离散傅立叶变换(DFT)、信道估计和 MIMO 信道均衡等 4G 通信
中关键技术,在运算量较大的同时,又有较大的并行性及一些特殊的运算模式,
从而使得在处理器级采用专门指令和结构成为可能。本文以算法驱动软件无线电
体系结构的设计,提出一种面向 MIMO-OFDM 系统的软件无线电数据处理单元
(DPU)模型,为下一代无线通信软基站平台的研制提供参考。
本文首先对现有软件无线电体系结构进行深入的探讨,并分析了各自的优点
与不足,总结了软件无线电数字信号处理器未来可能的发展趋势;同时对未来 4G
可能采用的关键技术 OFDM、MIMO、信道估计和信道均衡等原理和方法进行了
详细的论述,并分析了其复杂度和计算特征,提出了一种基于 VLIW+SIMD 结构
的软件无线电 DPU 模型,并根据算法分析提出多种面向应用的专用指令和结构。
本文的主要工作集中于对未来 4G 可能采用的主要关键技术的原理和复杂度进行
分析,完成了对处理器指令集系统以及功能部件的详细设计,并利用 LISA 语言编
写了处理器的时钟精确型模型,得到汇编器和链接器;最后,本文将 FIR 滤波算
法、FFT 算法和矩阵乘法这三种 4G 无线通信标准中的典型算法在数据处理单元上
进行了映射,利用自定义的指令手工编写三种算法的汇编程序,并利用模拟器进
行模拟,与 TI 公司的高性能处理器 C64x+进行性能的比较,FIR 算法和 FFT 算法
的最大加速比分别是和 ;而 2×2 矩阵乘法运算和 4×4 矩阵乘法运算加
速比分别达到了和 ,综合分析表明 DPU 结构满足应用的需求。

关键词:软件无线电 4G OFDM MIMO 信道估计和均衡

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国防科学技术大学研究生院硕士学位论文
ABSTRACT
Currently, The wireless base station’s function is excessively lean upon
ponents, which makes the structure of processor inflexible and difficult
to upgrade. Software-defined radio which implements radio functions in software, with
good flexibility and scalability, is considered to be a solution that meets the future
development trend. As the key techniques with plexity in 4G
communication, FIR filter, DFT, channel estimation and MIMO channel equalization
have good parallelism and some special operational modes, which make the adoption of
specialized instructions and structures possible in the processor level. In this paper, a
SDR processor prototype was proposed for MIMO-OFDM system which provide the
foundation for furture study of soft base station platform.
This text carried on a thorough study to the existing SDR architecture and base
station platform first, then analyzed the advantage and shortage of the