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3GPP LTE链路自适应技术及其在协作通信中的应用

作　者: 严奇犇
导　师: 胡波
学　校: 复旦大学
专　业: 电路与系统
关键词: LTE 先进LTE 链路自适应技术 混合ARQ 协作通信 中继技术
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


移动通信从走进人们的生活开始,就日益深刻地影响着人们的生活方式。当今移动通信领域正在经历迅猛发展,新一代移动通信系统正在从协议走向应用。无线新业务的不断发展导致移动通信走向宽带化、多样化,而且蜂窝通信、移动广播电视、无线宽带网络正在加速相互渗透,网络不断趋于融合。在如此发展形势下,对新一代移动通信技术的开发和研究具有极大的意义。长期演进(LTE)项目是3GPP组织提出并大力投入的3G演进项目,旨在搭建下一代移动通信系统平台,作为研发4G通信系统的基础。如今,作为4G候选方案的先进LTE (LTE-Advance)项目也受到了研究人员的关注,并在不断提出新的方案,来实现更为高效的未来移动通信系统。其中,协作通信,也称为中继技术,作为LTE-Advance中采用的新技术,将为通信系统提供更多的分集增益。为了对LTE系统进行深入地研究,我们首先根据3GPP给出的LTE相关协议以及3GPP成员的提案,开发了LTE物理层基带仿真系统,并对其作了性能仿真,进而与其他公司给出的LTE性能测试结果进行比较以验证其正确性。在此基础上,本文重点研究了LTE中的链路自适应方案,对自适应调制编码(AMC)技术以及混合ARQ算法进行了系统仿真。这两种自适应链路方案通过不同方式进行自适应控制,仿真显示AMC方案和混合ARQ方案进一步提高了系统吞吐率性能。并且本文对其中的混合ARQ的各种算法进行了仿真,根据传统混合ARQ在不同信道条件下不同的性能增益以及传统接收端合并带来的错误累积问题,提出了一种新型的自适应混合ARQ算法,核心思想是通过发送端自适应地选择混合ARQ方案,同时在接收端进行选择性合并的方式,提高了现有混合ARQ算法的吞吐率性能。本文进一步对LTE-Advance中将采用的协作通信系统进行了研究,介绍了现有的多种协作混合ARQ算法,并且设计了新型的基于速率兼容卷积(RateCompatible Punctured Convolutional, RCPC)码字的协作混合ARQ算法应用于协作通信系统,进一步提高了数据速率和通信可靠性,改善系统吞吐率。数值仿真结果显示,将新型的协作混合ARQ算法应用于协作通信系统将会有效地改善系统性能。

全文目录


摘要  2-3
Abstract  3-5
目录  5-7
第1章 绪论  7-17
  1.1 3GPP LTE项目简介  7-10
    1.1.1 LTE项目背景  7-8
    1.1.2 LTE网络结构  8-9
    1.1.3 LTE-Advance简介  9-10
  1.2 链路自适应技术介绍  10-13
    1.2.1 自适应调制编码(AMC)技术  11-12
    1.2.2 混合ARQ技术  12-13
    1.2.3 国内外对于混合ARQ技术的研究  13
  1.3 协作通信技术介绍  13-16
    1.3.1 协作通信中的关键技术  15
    1.3.2 国内外对协作通信的研究  15-16
  1.4 文章安排  16-17
第2章 LTE中的链路自适应技术  17-29
  2.1 LTE链路仿真系统  17-18
  2.2 LTE中的链路自适应相关技术  18-23
    2.2.1 LTE中的信道编码技术  18-19
    2.2.2 LTE中的混合ARQ技术  19-21
    2.2.3 LTE中的上下行MIMO技术  21-23
    2.2.4 LTE中的自适应调制编码(AMC)技术  23
  2.3 LTE链路仿真结果  23-29
    2.3.1 下行链路仿真  23-26
    2.3.2 上行链路仿真  26-27
    2.3.3 LTE链路自适应仿真  27-29
第3章 链路自适应混合ARQ算法研究  29-43
  3.1 基于RCPC的混合ARQ算法  29-31
    3.1.1 RCPC编码方式  29-30
    3.1.2 RCPC解码方式  30-31
    3.1.3 基于RCPC混合ARQ算法  31
  3.2 基于LDPC的混合ARQ算法  31-34
    3.2.1 LDPC编码算法  32-33
    3.2.2 LDPC解码算法  33-34
    3.2.3 基于LDPC的混合ARQ算法  34
  3.3 基于RCPT的混合ARQ算法  34-36
    3.3.1 RCPT编解码实现方案  34-36
  3.4 基于RCPT的ASC-HARQ算法  36-43
    3.4.1 算法性能理论分析  38-40
    3.4.2 ASC-HARQ算法仿真  40-43
第4章 混合ARQ在协作通信中的应用  43-56
  4.1 协作通信中的混合ARQ算法研究  43-44
  4.2 协作混合ARQ算法的性能分析  44-46
    4.2.1 天线阵列方式分析  44-45
    4.2.2 协作分集分析  45-46
  4.3 各种协作混合ARQ算法  46-47
  4.4 实用的协作混合ARQ算法  47-49
    4.4.1 HARBINGER协议  47-48
    4.4.2 IEEE 802.16j协议  48-49
  4.5 应用于中继网络的新型混合ARQ算法  49-56
    4.5.1 网络模型与新型混合ARQ算法  49-51
    4.5.2 信道模型与误包率模型  51-52
    4.5.3 新型协作混合ARQ算法性能分析  52-54
    4.5.4 系统性能仿真  54-56
第5章 总结与展望  56-57
参考文献  57-62
攻读学位期间发表或录用的学术论文  62-63
致谢  63-64

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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