CEVA解决方案 - 如何使用最大似然检测器方案优化MIMO接收器性能

　　CEVA解决方案

　　CEVA通过推出最大似然MIMO检测器（MLD）来应对MIMO接收器的挑战。该MLD是紧密耦合扩展加速器硬件单元。该MLD能够处理LTE——先进的Cat.7数据流并产生软输出最大对数解决方案。

　　该MLD加速器达到了次优最大似然（ML）解决方案，可用于4×4或3×3 MIMO @12.6 Mega-tones/秒，使用软输出球解码器方法，以及2×2基于LORD 的ML解决方案 @ 28.8 Mega-tones/秒，使用载波聚合。该MLD设计用于移动应用，强调低功耗设计理念。

　　功能集

　　MLD功能集包括对以下的支持：

　　* 从2×2到4×4 MIMO的可变传输模式，且每层可配置的调制高达64QAM。

　　* 三种搜索优化：每个树层的用户自定义层排序，初始半径和搜索半径。

　　* 通过提供吞吐量控制能力，CEVA MLD解决了软输出球解码的非确定性质，包括用于音调处理的上下循环计数界线。另外，使用用户自定义的基于时间标记的终端来保持系统吞吐量。

　　* 可以扩展软比特来补偿SNR和调制因数。

　　* 在内部符号和内层解决方案中提供对LLR排列的支持

　　* 内层解映射：支持两个代码层，使MLD能够将所写数据拆分到两个不同的目的地。

　　* 可扩展的硬件解决方案实现了性能/功率/面积的权衡，包括选择MLD引擎的数量、缓冲器大小和接口时钟比率。

　　另外，加速器提供了广泛的调试和性能分析能力。

　　MLD加速器方框图

　　图5描述了MLD加速器的方框图，其包含了一个AXI接口、输入缓冲器、分配器、最大似然引擎（Maximum Likelihood Engine，MLE）、LLR发生器、重排序缓冲器和输出缓冲器。

　　输入缓冲器存储了大量的音调数据，通过分配器，每次传送一个音调到MLE。每个MLE输出有关检测到的比特数据；这进而通过LLR发生器转化为LLR格式。重排序缓冲器积累LLR 数据，以便传输和发送有序的输出到输出缓冲器中。输出缓冲器通过AXI接口将LLR写到接收链中的下一个模块。

　　MLD性能

　　图6描述了与MMSE接收器相比较的CEVA MLD TCE的性能，使用了4×4空间复用MIMO。封包出错率中的吞吐量可在不同的SNR条件下评估。LTE信道设置在EPA 5Hz和低相关传播条件上。

　　CEVA的解决方案获得接近ML的结果，而MMSE遭受严重的性能下降，即便在低相关条件下。对于更高的相关条件，MMSE将会进一步恶化。

　　相比之下，具有类似性能的K-best解决方案将需要超过两倍的CEVA MLD TCE范围。

　　CEVA MLD TCE包含了：

　　* 相比单纯的ML解码，MIMO 4×4具有低于1.5dB损失的极佳精确度。

　　* 无精度损失解码MIMO 2×2 （LORD同等性能和复杂性）。

　　* 超低功耗设计。

　　* 有竞争力的芯片尺寸。

　　图7描述了4×4 MIMO的性能，采用64-QAM调制，SM在最高编码速率下。即使在这些条件下，相比理想的ML结果，CEVA MLD TCE仍提供了低于1.5dB的精度损失。

　　说明了SM 在最高编码速率下的2×2 MIMO的性能，采用64-QAM 调制。CEVA MLD TCE提供完美的ML性能。

　　MIMO技术已经成为无线通信领域的关键技术之一，通过近几年的持续发展，MIMO技术将越来越多地应用于各种无线通信系统。在无线宽带移动通信系统方面，第3代移动通信合作计划（3GPP）已经在标准中加入了MIMO技术相关的内容，B3G和4G的系统中也将应用MIMO技术。在无线宽带接入系统中，正在制订中的802.16e、802.11n和802.20等标准也采用了MIMO技术。在其他无线通信系统研究中，如超宽带（UWB）系统、感知无线电系统（CR），都在考虑应用MIMO技术。 　　随着使用天线数目的增加，MIMO技术实现的复杂度大幅度增高，从而限制了天线的使用数目，不能充分发挥MIMO技术的优势。目前，如何在保证一定的系统性能的基础上降低MIMO技术的算法复杂度和实现复杂度，成为业界面对的巨大挑战。