多用户MIMO及中继通信网络中的预编码研究与FPGA实现的开题报告开题报告题目：多用户MIMO及中继通信网络中的预编码研究与FPGA实现一、研究背景及意义在多用户MIMO及中继通信网络中，预编码技术是提高信道容量和降低误码率的关键技术之一。预编码可以利用多个天线的空间自由度来实现优化发射信号的目标。在多个用户同时通信的情况下，预编码可以降低多用户干扰的影响，提高每个用户的通信性能。同时，在中继通信网络中，预编码可以通过分发信号分量来提高覆盖范围和容量。传统的预编码技术在硬件实现方面存在一定的挑战。计算复杂度高，需要大量的计算资源和存储空间。因此，如何将预编码算法实现在可编程逻辑器件上，如FPGA器件上，成为当前研究的热点。利用FPGA的高速计算能力和并行处理能力，可以实现高效的预编码算法。本研究旨在探索多用户MIMO及中继通信网络中的预编码技术，研究预编码算法在FPGA器件上的实现方法，为实现高性能、低功耗的预编码技术提供基础性研究。二、研究内容和方法1.多用户MIMO预编码算法研究本研究将研究多用户MIMO预编码算法，包括传统的最小化误差方法和迭代水平均方法等。以传统的最小化误差方法为例，将研究其原理、算法实现及硬件实现难点，探索将其应用到FPGA器件上的方法。2.中继通信预编码算法研究本研究将研究中继通信预编码算法，包括传统的EqualGainCombining（EGC）方法和MaximumRatioCombining（MRC）方法等。以MRC方法为例，将研究其原理、算法实现及硬件实现难点，探索将其应用到FPGA器件上的方法。3.针对性能的评价和优化本研究将利用MATLAB等工具对预编码算法的性能进行评估，探索性能优化的方法。同时，本研究将针对FPGA实现的实际情况，对实现过程进行优化，如减少存储器使用、提高并行度等。4.FPGA实现本研究将使用XilinxVivado等开发工具，实现多用户MIMO及中继通信预编码算法。主要工作内容包括：设计算法的硬件结构、进行时序分析、实现算法功能，并完成相关性能测试。三、研究计划和进度本研究计划分为以下几个阶段：1.阶段一（2021年5月-2021年6月）：研究预编码算法的理论基础和实现方法；理解FPGA器件的硬件结构及程序设计方法；2.阶段二（2021年7月-2021年10月）：研究多用户MIMO及中继通信预编码算法，并进行性能评估；3.阶段三（2021年11月-2022年1月）：对预编码算法进行FPGA实现，并完成硬件设计；4.阶段四（2022年2月-2022年6月）：实现预编码功能，并进行相关性能测试；撰写毕业论文及相关学术文章。预计论文撰写和答辩时间：2022年6月至2022年7月。四、可行性分析本研究拟深入研究多用户MIMO及中继通信预编码算法在FPGA器件上的实现方法，针对现有的预编码算法进行优化，从而提高其计算性能，降低功耗。经过调研和分析，该研究方案具有一定的可行性和创新性。同时，本研究利用FPGA器件实现预编码算法，不仅有着广泛的应用前景，也对探索新的硬件实现方法有一定的贡献。