面向 mmWave 大规模 MIMO 的深度展开优化坐标下降数据探测 ASIC
信息论
2025-01-28 v1 信号处理
math.IT
摘要
我们提出一种 22 nm FD-SOI (完全倾斜硅絕緣) 应用专用集成电路 (ASIC) 实现，针对大规模多用户 (MU) 多输入多输出 (MIMO) 系统的 novel soft-output Gram 域块坐标下降 (GBCD) 数据探测器。该 ASIC 同时解决了毫米波通信的高吞吐量需求、正交频分复用 (OFDM) 系统中每个子载波严格的面积和功率预算，以及现实 mmWave 信道所施加的误码率性能挑战。所提 GBCD 算法利用后验均值估计 (PME) 去噪器，并通过深度展开进行优化，即使在用户设备 (UE) 数据流数量相当于基站 (BS) 天线数的情形下，或信道高度相关的情况下，仍能实现卓越的误码率性能。所制造的 GBCD ASIC 支持最多 16 个 UE 通过 QPSK 到 256-QAM 符号传输至 128 天线 BS，峰值吞吐量达 7.1 Gbps，功耗为 367 mW。由于采用可配置的处理单元阵列实现大量资源共享，核心区域仅为 0.97 mm。测量结果表明，所提 GBCD 数据探测器 ASIC 在吞吐量和面积效率方面表现出色。
引用
@article{arxiv.2501.14861,
title = {A Deep-Unfolding-Optimized Coordinate-Descent Data-Detector ASIC for mmWave Massive MIMO},
author = {Zixiao Li and Seyed Hadi Mirfarshbafan and Oscar Castañeda and Christoph Studer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.14861},
year = {2025}
}
备注
To appear in the IEEE Journal on Selected Areas in Communications (JSAC)