我們采用硬件功能單元精湛的流水線和時分復用（TDM）功能，以達到WiMAX OFDM符號的實時要求。

除了高數(shù)據(jù)率外，在架構(gòu)設(shè)計指導過程中控制子模塊時延也是一個重要的問題。我們通過引入連續(xù)信道矩陣的TDM解決了時延問題。這種方法可以延長同一信道矩陣元之間的處理時間，同時還能保持較高的數(shù)據(jù)吞吐量。構(gòu)成TDM組的信道數(shù)會隨著子模塊的不同而變化。在TDM方案中，信道矩陣求逆過程用了5個信道，而有 15個信道在實數(shù)QR分解模塊中進行了時分復用。圖 2 是該系統(tǒng)的高級流程圖。

圖 2. MIMO 802.16e 寬帶無線接收器的高級流程圖

信道矩陣預處理

信道矩陣預處理器確定了空分復用復合信號每一層的最佳檢測次序。該預處理器負責計算信道矩陣的偽逆矩陣范數(shù)，并根據(jù)這些范數(shù)，選擇待處理的下一個傳輸流。偽 逆矩陣中范數(shù)最小的行對應著最強傳輸流（檢波后噪聲放大最?。?，而范數(shù)最大的行對應著質(zhì)量最差的層（檢波后噪聲放大最大）。我們的實施方案首先檢測最弱的 層，然后按最低噪聲放大到最高噪聲放大的次序逐層檢測。對排序過程中的每一步，信道矩陣中相應的列隨后會被清空，然后簡化后的矩陣進入下一級的天線排序處 理流水線。

在預處理算法中，偽逆矩陣的計算要求最高。這個過程的核心是矩陣求逆，通常通過吉文斯（Givens）旋轉(zhuǎn)進行QR分解來實現(xiàn)。常用的角度估算和平面旋轉(zhuǎn)算法（如CORDIC）會造成嚴重的系統(tǒng)時延，對我們的系統(tǒng)來說是不可接受的。因此，我們的目標是運用FPGA的嵌入式DSP資 源（比如Virtex-5器件中的DSP48E），找出矢量旋轉(zhuǎn)和相位估算的替代性解決方案。

QRD的脈動陣列結(jié)構(gòu)由兩種類型的處理單元構(gòu) 成--對角線單元或邊界單元和非對角線單元或內(nèi)部單元。邊界單元執(zhí)行矢量函數(shù)，可以生成陣列內(nèi)部單元使用的旋轉(zhuǎn)角度。要想得到想要的旋轉(zhuǎn)角度，可以把非對 角線單元中的值與對角線單元中的共軛復數(shù)相乘，然后除以復數(shù)的倒數(shù)即可。相除實際是用乘法的方式完成的，即在觀察到函數(shù)接近線性的時候，乘以根據(jù)定義的間 隔的多項式近似值計算出的倒數(shù)。圖3顯示了采用這種近似值在對角線脈動單元中完成這種復雜旋轉(zhuǎn)的信號流程圖。