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LTE上行链路物理共享信道的关键技术研究与DSP实现

作　者: 徐轩
导　师: 周力
学　校: 南昌航空大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 长期演进物理上行共享信道参考信号信道估计离散傅里叶变换数字信号处理
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 47次
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内容摘要

伴随着移动技术的不断进步，全球移动用户对移动互联网的需求与日俱增。由3GPP组织制定的UMTS技术标准的长期演进（Long Term Evolution, LTE），已逐渐应用在了现在的网络通信中，移动厂商和研究机构都对LTE关键技术的研究给予了高度关注。因此对LTE的研究具有非常重要的意义，本文就LTE物理上行共享信道（Physical Uplink Shared Channel, PUSCH）的算法和DSP实现进行了深入的研究。本文首先介绍了无线信道的传播特性，并探讨了LTE常用的信道模型。然后依据LTE R8标准协议，对LTE上行链路物理层的基本原理和关键技术进行了研究，并描述了LTE PUSCH的基带信号产生流程，以及混合基FFT的算法推导。其次，分析了LTE PUSCH解调参考信号的生成以及导频图案的选择，接着阐述了时域信道估计算法，以及LS（Least Square）信道估计算法、MMSE（MinimumMean Square Error）信道估计算法、以及基于SVD(Singular Value Decomposition)变换的信道估计算法，并分别在不同的条件下对LS、LMMSE、SVD三种信道估计算法进行了仿真，对比分析了三种算法的MSE (Mean Square Error)和BER (BitError Rate)，得出LS的性能最差，LMMSE的性能最好，但根据仿真结果以及硬件实现要求，最后选取LS信道估计算法为硬件实现的算法。最后，本文从DSP实现角度对硬件平台、DSP开发环境以及LTE PUSCH各模块的实现流程进行了介绍，并对整个测试过程进行了信号的抓取与分析，可以看出抓取的信号不论是在时域还是频域都与预计的信号相近，达到了实现LTE上行链路物理共享信道关键技术的预期目标。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-12
  1.1 引言  9
  1.2 课题研究的背景与意义  9-10
  1.3 课题来源与本文的结构安排  10-12
第2章无线信道特性及建模  12-24
  2.1 概述  12
  2.2 无线信道的衰落特性  12-18
    2.2.1 多径效应  14-16
    2.2.2 时变性  16-18
  2.3 无线信道的建模  18-22
    2.3.1 瑞利衰落分布  19
    2.3.2 莱斯衰落分布  19-20
    2.3.3 Jakes 模型  20-22
  2.4 常规测试信道  22-23
  2.5 本章小结  23-24
第3章 LTE 物理层上行链路的基本原理  24-37
  3.1 引言  24
  3.2 LTE 的帧结构  24-26
  3.3 LTE 的物理资源  26-27
    3.3.1 资源格  26
    3.3.2 资源单元  26-27
    3.3.3 资源块  27
  3.4 上行多址接入技术  27-30
    3.4.1 SC-FDMA 的传输原理  28-30
    3.4.2 SC-FDMA 参数选择  30
  3.5 LTE 上行链路物理信道简述  30-34
    3.5.1 UL-SCH 的处理流程  31-32
    3.5.2 基带信号生成  32-34
  3.6 混合基-2*3*5 的 FFT 算法推导  34-36
  3.7 本章小结  36-37
第4章 LTE 上行链路信道估计的算法研究  37-56
  4.1 引言  37
  4.2 LTE 上行链路参考信号  37-43
    4.2.1 Zadoff-Chu 序列  38-39
    4.2.2 参考信号序列生成  39-42
    4.2.3 PUSCH 的解调参考信号  42-43
  4.3 导频的选择与分类  43-46
    4.3.1 三种常用导频  43-45
    4.3.2 LTE 上行 PUSCH 的导频图案  45-46
  4.4 信道估计算法  46-50
    4.4.1 基于训练符号的时域信道估计算法  46-47
    4.4.2 基于导频辅助的频域信道估计算法  47-49
    4.4.3 数据位置的信道估计方法  49-50
  4.5 仿真与结果分析  50-55
    4.5.1 建立系统仿真平台  50-51
    4.5.2 仿真方案  51
    4.5.3 仿真结果  51-55
  4.6 本章小结  55-56
第5章 LTE 上行链路物理共享信道关键技术的 DSP 实现  56-70
  5.1 硬件平台简述  56-58
  5.2 系统设计  58-60
    5.2.1 时钟方案  58-59
    5.2.2 工作时序安排  59-60
  5.3 LTE 上行链路物理共享信道关键技术的 DSP 实现  60-66
    5.3.1 DSP 开发环境简介  60
    5.3.2 DSP 的定点运算  60-61
    5.3.3 各模块的 DSP 实现  61-66
  5.4 测试与分析  66-69
  5.5 本章小结  69-70
第6章总结与展望  70-72
  6.1 全文总结  70
  6.2 下一步的研究工作展望  70-72
参考文献  72-76
攻读硕士期间发表的论文  76-77
致谢  77-78

LTE上行链路物理共享信道的关键技术研究与DSP实现

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