TD-LTE系统PUSCH信道关键技术及其实现

发布时间：2017-05-11 19:10

  本文关键词：TD-LTE系统PUSCH信道关键技术及其实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：分时长期演进(Time Division Long Term Evolution,TD-LTE)是由第三代合作伙伴(3rd Generation Partnership Project,3GPP)组织的全球各大通信企业和运营商共同制定的通用移动通信系统标准。TD-LTE具有低时延、高速率、广覆盖、大容量和易组网等优势,是新一代移动通信的主流标准之一。中国工信部于2013年12月4日向中国移动通信集团公司、中国电信集团公司和中国联合网络通信集团有限公司颁发“LTE/第四代数字蜂窝移动通信业务(TD-LTE)”经营许可,意味着TD-LTE在我国正式进入商用阶段。本文基于TD-LTE协议,研究了LTE通信系统中物理上行共享信道(Physical Uplink Share Channel,PUSCH)的数据传输关键技术及其实现策略。论文主要工作如下:首先,本文基于TD-LTE协议梳理了PUSCH的处理流程,研究PUSCH的关键组成模块,整理各模块参数和输入输出关系,构建基本仿真链路。通过仿真测试对比,验证对协议理解的正确性,以及发送数据与维也纳大学LTE链路级仿真平台提供的标准测试数据的一致性。其次,本文基于TMDSEVM6670L平台对PUSCH实现的关键技术进行了深入研究。TMDSEVM6670L是由美国德州仪器(Texas Instruments,TI)公司基于TMS320C6670四核DSP芯片专为高速无线通信设计的评估板(Evaluation Module,EVM)。TMS320C6670芯片不仅包含了功能强大的外设接口,还提供了高效的数据传输导航机制和多个硬件协处理器。1)本文详细研究了多核导航机制,阐述了队列,描述符,通道等概念,以快速傅里叶变换协处理器(Fast Fourier Transform Coprocessor,FFTC)的数据搬移为例,测试和验证了整个多核导航操作的流程。2)本文深入研究了能有效提高比特级数据处理效率的位协处理器(Bit Coprocessor,BCP)和提高符号级数据处理效率的FFTC协处理器,利用其完成了高效的PUSCH发送端的实现,并通过将TMDSEVM6670L平台测试结果,与维也纳大学LTE链路级仿真平台及Windows标准C开发平台的仿真结果进行分析和对比,验证了实现技术与协议要求的一致性,并从实现复杂度的角度分析了协处理器对系统性能的提升。本文对接收端的信道估计算法及其实现策略进行了研究。本文选取了经典的最小二乘法(又称最小平方法Least Square,LS)和最小均方误差方法(Minimum Mean Square Error,MMSE)进行研究,在TD-LTE标准中定义的典型信道模型:扩展步行模型A(Extend Pedestrian A,EPA)和扩展车载模型A(Extend Vehicular A,EVA)的信道条件下进行了仿真对比,通过对LS算法和MMSE算法的性能和实现复杂度的比较,选取了LS算法作为测试阶段上行接收链路的信道估计算法。最后,本文基于接收端信道估计,分析了TMDSEVM6670L平台上接收数据的定标方式,选取了Q(16,3)作为信道估计中本地导频数据的定标方式,并分析了本地导频数据采用Q(16,3)与Q(16,2)定标方式的差异,着重研究了信道处理过程中数据溢出的保护方法。本文对比了TMDSEVM6670L平台和MATLAB平台上不同精度数据的差异,经过分析,TMDSEVM6670L平台的数据精度虽然低于MATLAB仿真平台的数据精度,但整体误差较小,故TMDSEVM6670L在接收端信道估计的实现过程中,处理数据的可靠性较高。
【关键词】：TD-LTE TMDSEVM6670L 多核导航 协处理器 信道估计
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 缩略词表13-15
• 第一章 绪论15-21
• 1.1 论文的研究背景和意义15-16
• 1.2 国内外研究现状及实现平台原理16-18
• 1.2.1 国内外研究现状及发展趋势16-17
• 1.2.2 基于TMDSEVM6670Lite的实现平台原理17-18
• 1.3 论文的结构与内容安排18-21
• 第二章 TD-LTE物理层PUSCH信道设计21-35
• 2.1 TD-LTE物理层概述21-23
• 2.2 TD-LTE物理层上行链路概述23-24
• 2.3 TD-LTE物理层PUSCH信道关键模块研究24-33
• 2.3.1 CRC生成和添加24-25
• 2.3.2 码块分段和码块CRC添加25-26
• 2.3.3 信道编码26-28
• 2.3.4 速率匹配和码块级联28
• 2.3.5 交织和加扰28
• 2.3.6 调制28-29
• 2.3.7 发送预编码29-30
• 2.3.8 物理资源映射30-32
• 2.3.9 SC-FDMA基带信号产生32-33
• 2.4 PUSCH在AWGN信道下的仿真性能33-34
• 2.5 本章小结34-35
• 第三章 TD-LTE物理层上行单用户数据链路实现35-67
• 3.1 TMDSEVM6670L多核导航和队列管理机制研究及使用35-51
• 3.1.1 多核导航的架构及特征35-36
• 3.1.2 多核导航的关键概念36-39
• 3.1.3 基于FFTC的多核导航的实现设计39-48
• 3.1.4 基于FFTC多核导航的实测结果48-51
• 3.2 FFTC协处理器工作原理及性能分析51-62
• 3.2.1 FFTC协处理器结构51-53
• 3.2.2 FFTC协处理器使用实例53-59
• 3.2.3 FFTC协处理器测试及性能分析59-62
• 3.3 TD-LTE物理层单用户PUSCH信道发送链路数据测试62-66
• 3.3.1 BCP协处理器结构和配置62-65
• 3.3.2 BCP协处理器数据测试65-66
• 3.3.3 PUSCH信道数据测试66
• 3.4 本章小结66-67
• 第四章 TD-LTE物理层上行信道估计算法实现研究67-81
• 4.1 引言67-69
• 4.2 TD-LTE物理层上行信道估计算法及实现分析69-75
• 4.2.1 LS算法69
• 4.2.2 MMSE算法69-72
• 4.2.3 TD-LTE物理层上行信道估计算法选型72-75
• 4.3 TMDSEVM6670L实现平台数据分析75-79
• 4.3.1 数据饱和保护研究75-77
• 4.3.2 导频定点算法分析77-79
• 4.4 本章小结79-81
• 第五章 结束语81-83
• 5.1 本文工作及贡献81
• 5.2 下一步工作建议及研究方向81-83
• 致谢83-84
• 参考文献84-87
• 个人简历87-88
• 附表88-90

【参考文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 田园;分布式MIMO OFDM系统同步技术研究[D];电子科技大学;2011年

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本文编号：357880