基于SEC-DED的抗SEU星载MIMO检测算法.pdf

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1、CommunicationandNetwork基于SEC—DED的抗SEU星载MIMO检测算法高山，王大鸣(信息工程大学，河南郑州450002)摘要：针对星载平台抗单粒子翻转(SEU)问题，提出一种基于SEC-DED思想的低开销抗SEU星载MIM0检测算法，通过对MIMO检测算法的乘积运算分割和扩展校验，实现自检错与自纠错功能。该方法以较少的资源占用率，获得系统可靠性的整体提升。关键词：单粒子翻转；MIMO检测；SEC—DED；三模冗余中图分类号：TN927文献标识码：A文章编号：0258—7998

2、(2叭4)08-0116-03Anti-SEUspaceborneMIMOdetectiondesignbasedonSEC-DEDGaoShan，WangDarning(Infot~nationEngineeringUniversity，Zhengzhou450002，China)Abstract：Thispaperanalyzesspaceborneprocessingproblemofsignaleventupsets．Proposedanlowoverheadanti—SEUspacebom

3、eMIMOdetectionalgorithmbasedonSEC-DED．Thisdesignoperatesalgorithmsegmentationandextendedcalibrationtoachieveself—errortestandself—errorcorrectionfunction．Thismethodtakesfewerresourcestoenhancetheoverallreliabilityofthesystem．Keywords：singleeventupset；M

4、IMOdetection；SEC—DED；TMR目前国内外研究机构都针对卫星LTE体制展开了1MlMO检测算法分析广泛研究，2011、2012年韩国和我国分别向ITU组织提假设MIMO信道矩阵为日，接收信号为Y，发送信号交了基于LTE通信体制的卫星移动通信系统标准化草为。则MIMO的系统模型可表示为：案，标志着LTE通信体制将成为未来卫星移动通信的y=Hx+n(1)主流通信体制。MIMO作为LTE通信体制的核心技术之其中，n为信道噪声，功率为占2，其线性检测算法ZF和一，能够提高频谱利用率，增大系统

5、容量⋯，然而将MI—MMSE可分别表示为：MO检测应用于星上设计面临星上资源受限和易受空互=(日H日)一日(2)间辐照影响两项难题，需寻求低开销抗SEU的MIMO；：(HHH+62)一‘日f31检测算法。由式(2)、式(3)可以看出线性检测算法复杂度为2星载平台算法层面上的抗单粒子翻转设计主要有(为MIMO的天线数量)。分析其资源占用率高的原因，ABFI"(Algorithmic—BasedFaultTolerance)[zl和RPR(Reduced—主要是矩阵的乘积和求逆运算包含大量的乘法运算，以

6、PrecisionRedundancy)t1。ABFT设计在矩阵阶数较小时资收发天线数量等于2为例，实际使用22个乘法器，每个源占用率高，且增加了处理时延。RPR设计降低了资源乘法器占用的实际资源约为(3×Ⅳ+)个LUT(N为数据占用率，有良好的抗辐射性能，但会降低数据精度。硬件位宽)。且星载平台采用的抗SEU设计会进一步增加资层面上抗SEU(SignalEventUpsets)的方法主要有擦洗、源占用率。因此本文以降低乘法运算资源占用率为切入纠错编码、动态重构等，其中应用最为广泛、最为有效的点，给

7、出一种基于SEC—DED的抗SEU乘法运算设计，是TMR技术，该设计可以检测和纠正错误，但资源占用通过降低算法中数乘运算的资源占用率来降低算法整率高。针对基于TMR架构的MIMO检测算法资源开销体的资源占用率，并提高抗SEU性能。大、功耗大的问题，本文在海明校验码[41的基础上，提出2星载MIMO检测算法设计了一种基于SEC—DEDfSingleErrorCorrection—DoubleEr—rorDetection)的抗SEU的星载MIMO检测算法。SEC—DED星载MIMO检测的乘法算法采用类

8、SEC一ll6欢迎网上投稿www．chinaaet．corn《电子技术应用》2014年第40卷第8期——寸，受单粒子翻转影响，其值被错误DED海明校验码设计，其基本原理是将伺双裂惦攸禾规律分成若干组。每组安排1个校验位进行奇偶校验。地计算为5．1，此时：I+c_2一C3=一0．4(8)K：C在1个数据组中加入几个校验位，增大数据代码间的码_P：C_l—C_2一C_4=0．4(9)距，当某一位发生变化时会引起校验结果发生变化，不由式(8)、(9)可知，K≠0、pc=0并