LTE系统下行链路检测算法研究与实现

发布时间：2017-04-15 21:19

  本文关键词：LTE系统下行链路检测算法研究与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：LTE系统采用正交频分复用(OFDM)和多输入多输出(MIMO)传输方案,具有高数据吞吐量、高传输效率和能够有效对抗频率选择性衰落信道的特点,已逐步进入大规模商用阶段。本文针对LTE下行链路,开展对迭代接收检测算法的研究并给出了硬件设计与实现。首先,研究了MMSE-SQRD检测器。为降低检测的计算复杂度,消除层间干扰并将传播误差降到最小,本文在经典的MMSE检测算法的基础上,推导了MMSE-SQRD检测算法。仿真结果表明,MMSE-SQRD检测算法能明显改善系统性能。同时,针对具体实现,对软解调模块原有的log-map算法提出改进,给出了三种不同的简化算法。仿真结果表明,改进的简化算法在大大降低计算复杂度的基础上性能几乎保持不变。对于软调制和QR分解具体算法也有简要介绍。然后,研究了用于下行链路迭代接收机的软输入软输出(SISO)检测算法。在回顾了传统的MMSE-SIC检测算法后,推导了MMSE-OSIC检测算法。为降低计算复杂度,提升系统性能,对MMSE-OSIC提出改进,引入扩展等效信道矩阵,提出了MMSE-SQRD检测算法。仿真结果表明,相比于MMSE-SIC检测算法,基于MMSE-SQRD的迭代检测接收机能以较低的计算复杂度获得较高的性能增益。最后,给出了MMSE-SQRD检测算法基于FPGA平台的设计与实现过程。对系统各个模块进行功能划分。通过统计与分析,确定系统各部分的定标方案。比较定点和浮点性能以验证定标方案的合理性。然后,给出了各个模块的硬件设计。在若干场景中,用大量测试用例对硬件系统的性能进行了分析与测试,验证了系统的正确性。
【关键词】：LTE MMSE-SQRD 迭代检测译码 硬件实现
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 英文缩略语表7-14
• 符号说明14-15
• 第一章 绪论15-23
• 1.1 研究背景15-17
• 1.2 MIMO-OFDM技术17-18
• 1.3 迭代检测译码技术18-20
• 1.4 主要研究内容以及论文工作安排20-21
• 1.5 数学符号约定21-23
• 第二章 LTE物理层标准概述23-35
• 2.1 引言23-24
• 2.2 帧结构24-25
• 2.3 下行时隙结构和物理资源25-26
• 2.4 下行物理信道26-30
• 2.5 信道编码30-34
• 2.6 本章小结34-35
• 第三章 LTE下行链路MMSE-SQRD检测算法35-63
• 3.1 引言35
• 3.2 系统模型35-38
• 3.3 基本的MMSE均衡38-39
• 3.4 基本的MMSE-SQRD检测39-43
• 3.4.1 基于QR分解的MMSE检测算法40-41
• 3.4.2 MMSE中矩阵的QR排序分解41-42
• 3.4.3 MMSE-SQRD检测算法42-43
• 3.5 软解调43-52
• 3.5.1 软解调的基本原理43-45
• 3.5.2 软解调简化算法45-46
• 3.5.3 包含先验信息的max-log软解调46-48
• 3.5.4 忽略先验信息的max-log软解调48-50
• 3.5.5 max-log-map软解调50-52
• 3.6 软调制52-54
• 3.6.1 译码器反馈重建52-53
• 3.6.2 检测器反馈重建53-54
• 3.7 QR分解算法54-57
• 3.7.1 QR分解算法的比较与选择54-55
• 3.7.2 基于Gram-Schmidt算法的QR分解55-57
• 3.8 仿真结果与分析57-61
• 3.9 本章小结61-63
• 第四章 LTE下行链路基于MMSE-SQRD的SISO迭代检测算法63-79
• 4.1 引言63
• 4.2 迭代接收机检测译码结构模型63-64
• 4.3 MMSE-SIC检测算法64-69
• 4.4 MMSE-OSIC检测算法69-71
• 4.5 MMSE-SQRD71-75
• 4.6 仿真结果与分析75-78
• 4.7 本章小结78-79
• 第五章 LTE下行链路检测模块的FPGA实现79-105
• 5.1 引言79
• 5.2 系统设计79
• 5.3 定标与定点仿真79-86
• 5.3.1 顶层模块定标81-82
• 5.3.2 MMSE模块定标82-84
• 5.3.3 QR分解模块定标84-85
• 5.3.4 软解调和软调制模块定标85-86
• 5.4 硬件设计与实现86-102
• 5.4.1 一级模块硬件设计86-89
• 5.4.2 MMSE模块硬件设计89-92
• 5.4.3 QR分解模块硬件设计92-95
• 5.4.4 软解调模块硬件设计95-99
• 5.4.5 软调制模块硬件设计99-102
• 5.5 性能分析与测试102
• 5.6 本章小结102-105
• 第六章 总结105-107
• 致谢107-109
• 参考文献109-115
• 作者简介115

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