【摘 要】
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传统基站广泛采用专用集成电路来实现基带信号处理，而专用集成电路在灵活性和可编程性上存在很大的不足，使得移动运营商在进行网络升级时不得不更换设备。基于通用处理器平台的
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传统基站广泛采用专用集成电路来实现基带信号处理，而专用集成电路在灵活性和可编程性上存在很大的不足，使得移动运营商在进行网络升级时不得不更换设备。基于通用处理器平台的软件无线电技术具有成本低、可扩展性强和兼容性好等优点，成为实现LTE-A无线软基站最具发展前景的技术。然而，LTE-A系统中引入了上行多天线技术，单用户MIMO所支持的空间复用层数最高为4，信道估计和MIMO检测算法的计算复杂度明显增加，这为基于通用处理器平台实现LTE-A上行信号的实时处理带来了极大的挑战。因此，本文研究的重点是在LTE-A上行多天线配置下，基于通用处理器平台实现信道估计和MIMO检测模块的实时处理。 本文首先回顾了LTE-A上行物理层原理，主要从OFDM原理、上行多天线技术、时频结构和3GPP信道模型这四个方面展开介绍。本文随后论述了LTE-A中上行物理层处理流程、信道估计算法和MIMO检测算法，并从系统性能和计算复杂度两个方面对信道估计和MIMO检测中所用到的算法进行了评估，最终确定基于DFT的信道估计算法和MMSE MIMO检测算法作为基于通用处理器实现与优化的算法。本文最后分析了基于通用处理器平台实现信道估计算法和MIMO检测算法的瓶颈，给出了算法层面上的优化设计方案，并通过查找表、并行指令集和多线程技术对两者进行了优化，有效降低了处理时延。 本文通过上述优化方案的设计，完成了基于通用处理器平台对LTE-A上行信道估计和MIMO检测算法的优化，并通过时延测试与优化分析得出了以下结论:对于计算复杂度最高的4×4 MIMO天线配置，优化后信道估计的处理时延为163.8μs，优化后MIMO检测的处理时延为166.1μs，均满足LTE-A系统的实时性要求。
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