大規模MIMO無線システムにおけるASIPアーキテクチャを用いた特異値分解プロセッサの設計開発

摘要

SVD-MIMOによるビームフォーミングはアンテナ間の信号干渉を抑え，MIMO通信の品質を大幅に向上できる．本稿では，送受信アンテナ最大数16の大規模MIMOを扱うSVD-MIMOシステムを想定した特異値分解プロセッサの設計及びその回路評価について述べる。提案プロセッサはASIP（特定応用分野向きプロセッサ）アーキテクチャに基づいて設計している．MIMO構成に応じたQR法の最小反復回数をシミュレーションによって求め，アルゴリズムの最適化を行い，4個の浮動小数点演算器とノルム計算に特化した専用命令を組み合わせて並列計算させることで効率化している。回路評価ではプロセッサ1個に対して面積は2.7万ゲート，最大動作クロック周波数は400MHz、消費電力は最大で17.5mWとなった．