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随着LTE标准协议的正式成形，LTE系统的商用已经逐渐迫近。LTE系统下行链路使用了正交频分复用(OFDM)和多输入多输出(MIMO)传输方案，具有高数据吞吐量、高传输效率以及能有效地对抗频率选择性衰落的特点。本文针对LTE系统的下行链路，研究了基于特征值分解(EVD)的软输入软输出(SISO)最小均方误差(MMSE)检测算法及其硬件实现方法。
首先，研究LTE下行链路的迭代接收算法。在Turbo接收机中，将检测和译码联合起来，利用彼此产生的软信息作为先验信息进行迭代工作，有效地提高了接收性能。其中，检测器选用性能优异的SISO-MMSE检测器，但是，SISO-MMSE检测算法中包括复杂的矩阵求逆运算，不利于其实际应用。在传统的SISO-MMSE检测算法的基础上，提出基于EVD的SISO-MMSE检测算法，该算法的优点在于使用一次EVD运算取代了传统迭代接收算法迭代过程中的多次求逆运算，降低了算法的计算复杂度。仿真结果表明，基于EVD的SISO-MMSE检测算法具有和传统算法一致的性能。
接着，研究了EVD的数值算法。高效的EVD算法是基于EVD的SISO-MMSE检测器设计的关键。常见的EVD算法有Jacobi分解算法、QR分解算法和二对角分解算法等。其中，QR分解算法和二对角分解算法虽然相对Jacobi算法具有较少的迭代次数，但它们在计算过程中需要使用包含有除法和开方的Householder变换，同时也均需要通过复杂的特征值移位算法才能降低迭代次数，这些都使得它们的硬件实现代价较大;Jacobi分解算法虽然所需的迭代次数略高，但具有较高的计算精度，并且其并行结构通过与CORDIC算法的结合可以使得实现变得相对简单，有利于硬件实现。在综合考虑以上因素之后，选择了基于CORDIC的并行Jacobi算法作为EVD的硬件实现方案。
最后，对基于EVD的SISO-MMSE检测算法进行了定点化和硬件设计。采用统计分析的方法给出算法的定标方案，通过仿真比较了定点和浮点链路的性能，验证定标方案选择的合理性。然后，给出了基于EVD的SISO-MMSE检测器的硬件设计，并通过大量的测试用例，将硬件模块的RTL仿真结果与定点C结果进行比对，验证硬件实现的正确性。