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LTE上行链路均衡的研究与实现

作　者: 王连友
导　师: 卢志茂
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: MMSE均衡 频域判决反馈均衡 反馈位置 LTE上行链路
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


为了保持3G在十年内的竞争力,2004年底3GPP组织通过了3G长期演进计划(Long Term Evolution, LTE)。LTE旨在提高数据传输速率,降低系统延时,增大系统容量和覆盖范围,同时降低运营成本。LTE是目前各大通信设备公司积极研究的重点,因而对LTE技术的研究具有重要意义。在信号调制时,调制带宽超过了无线信道的相关带宽,将会产生码间干扰,并且调制信号会展宽,此时可在接收机内放置均衡器,对信道的幅度和延迟进行补偿。均衡器在不增加传输功率和带宽的情况下可减少码间干扰,改善通信链路的传输质量。LTE上行采用了SC-FDMA方案,这样接收机可以使用复杂度较低的频域均衡,频域均衡技术在LTE上行链路中是非常重要的,对系统性能影响十分巨大。本文主要针对频域均衡在LTE上行链路中的应用展开研究。在参考了大量国内外相关资料的基础上,本文首先描述了LTE上行的SC-FDMA链路的构成,和部分模块的实现原理以及系统参数。把两种传统的线性均衡器ZF和MMSE均衡器在LTE上行matlab链路中进行仿真。根据得出的误码率曲线进行分析。重点研究频域判决反馈均衡器在LTE上行链路应用的情况。并根据反馈位置的不同和反馈信号精度的不同,采用三种判决反馈的均衡方案：频域直接反馈、物理信道反馈、最终有误数据反馈。根据MMSE-RISIC算法得出前,后向传递函数。在LTE上行matlab链路中进行仿真,根据得出的误码率曲线比较它们之间以及它们和线性均衡器之间的性能差距。最后用C语言实现三种均衡器,在MSC8156 DSP上测试出他们的cycle数。分别画出采用三种均衡器的上行系统时序。并把MMSE-FDE用于演示平台,表现良好。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第1章 绪论  11-14
  1.1 课题相关背景介绍  11-13
    1.1.1 LTE项目展开背景  11
    1.1.2 均衡技术特点  11-12
    1.1.3 国内外LTE均衡技术发展的现状  12-13
  1.2 课题来源及硕士论文主要工作  13-14
第2章 TDD LTE上行链路结构  14-34
  2.1 TDD LTE上行多址接入技术和帧结构  14-19
    2.1.1 单载波频分多址系统概述  14
    2.1.2 DFT扩展OFDM(DFT-S-OFDM)技术方案  14-15
    2.1.3 TDD LTE上行SC-FDMA帧结构  15-16
    2.1.4 时隙结构和物理资源  16-17
    2.1.5 CP的长度  17-18
    2.1.6 LTE DFT-S-OFDM关键参数  18
    2.1.7 SIMO接收分集  18-19
  2.2 TDD LTE上行链路系统结构  19-29
    2.2.1 UE发射过程  19-24
    2.2.2 信道  24-27
    2.2.3 基站接收流程  27-29
  2.3 Turbo编、译码模块  29-33
    2.3.1 Turbo码简介  29-30
    2.3.2 LTE中的Turbo编码  30-32
    2.3.3 Turbo译码  32-33
  2.4 仿真系统参数的确定  33
  2.5 本章小结  33-34
第3章 线性均衡在LTE上行链路的应用  34-40
  3.1 线性均衡算法  34-37
    3.1.1 ZF算法  34
    3.1.2 MMSE算法  34-37
  3.2 测试过程及结果  37-38
  3.3 本章小结  38-40
第4章 判决反馈均衡器在LTE上行链路的应用  40-50
  4.1 判决反馈均衡器原理  40-41
  4.2 前后向传递函数的确定  41-43
    4.2.1 MMSE-RISIC均衡算法  41-42
    4.2.2 计算SIMO1×2下的前向和后向传递函数  42-43
  4.3 频域直接反馈均衡器  43-45
    4.3.1 均衡器结构  43
    4.3.2 测试结果  43-45
  4.4 物理信道反馈均衡器  45-46
    4.4.1 物理信道反馈均衡器的结构  45
    4.4.2 物理信道反馈均衡器的性能  45-46
  4.5 最终有误数据反馈均衡器  46-48
    4.5.1 最终有误数据反馈均衡器的结构  46-47
    4.5.2 测试结果  47-48
  4.6 本章小结  48-50
第5章 用MSC8156 DSP实现均衡  50-65
  5.1 freescale MSC8156 DSP介绍  50-53
    5.1.1 freescale SC3850内核介绍  50-51
    5.1.2 Maple硬件加速器  51-52
    5.1.3 核间以及核和Maple之间的通讯机制  52-53
  5.2 TDD-LTE上行Multi-TTI调度  53
  5.3 DSP实现上行接收机的设计方案  53-56
  5.4 均衡器对LTE基站接收机设计的影响  56-60
    5.4.1 采用MMSE线性均衡下的基站接收机时序  56-57
    5.4.2 采用MMSE-FDF均衡的基站接收机时序  57-58
    5.4.3 采用MMSE-PDF均衡对上行时序设计的影响  58-59
    5.4.4 MMSE-TEDF对上行时序设计的影响  59-60
  5.5 采用MMSE-FDE的上行系统  60-64
    5.5.1 系统结构框图  60
    5.5.2 BBU硬件框图  60-61
    5.5.3 UE端信号发生器设置  61-62
    5.5.4 MMSE-FDE的均衡性能  62-64
  5.6 本章小结  64-65
结论  65-67
参考文献  67-70
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  70-71
致谢  71-72
附录A  72

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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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