面向C-RAN的信道编码与信道估计算法研究与实现

发布时间：2017-05-31 06:12

  本文关键词：面向C-RAN的信道编码与信道估计算法研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着市场竞争的激烈化，，传统无线接入网在移动互联网市场上的竞争力逐渐减弱，因此业界提出了一种新型的云架构无线接入网架构(Cloud radio access network,C-RAN)。它是基于开放平台和实时云结构的协作式无线网络，由集中式基带池和远端射频单元组成。本论文在此背景下，针对数据信道基带处理中信道编码与信道估计进行研究。 在信道编码方面，根据C-RAN白皮书的要求，设计一种多模高速信道编码器。该编码器采用8比特高速处理方案，能完成全球移动通信系统(Global System forMobile communication, GSM)/时分同步码分多址(Time Division-Synchronous CodeDivision Multiple Access, TD-SCDMA)/长期演进(Long Term Evolution, LTE)的递归型系统卷积码(Cyclic Redundancy Check, CRC)编码、交织和信道编码。通过现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)验证，表明该方案在资源消耗与运算时间上均优于传统方案。 在导频图案设计方面，将C-RAN、热点及室内覆盖的长期演进(Long TermEvolution Hotspot/indoor, LTE-Hi)、块重复正交频分多址(Block Repeat OrthogonalFrequency Division Multiple Access, BR-OFDMA)和压缩感知技术相结合，提出了一种伪随机导频图案生成算法，设计出新的导频图案。该导频图案解决了传统压缩感知信道估计不利于现实应用的问题，使其既满足了随机性，又能使收发双方得知导频位置。仿真表明该方案接近理想性能，并在有边缘干扰的情况下优于传统方案。 在信道估计算法方面，提出一种自适应分段加权匹配追踪算法。该算法利用LTE-Hi的信道特点，可在无需预知信道稀疏度与信噪比的情况下进行压缩感知信道估计，解决了传统压缩感知信道估计不利于实现与应用的问题。本文还采用信道估计与信道译码相结合的方案，进行迭代信道估计与译码。仿真表明本文的方案在信道估计准确率、误码率与运算时间上均优于传统方案。 最后介绍本文的硬件平台，将以上算法通过硬件实现。测试结果表明，本文的方案具有可实现性，且性能上能满足C-RAN的要求。
【关键词】：C-RAN 多模信道编码 LTE-Hi 压缩感知 信道估计与译码
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN911.22
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目录6-10
• 注释表10-12
• 第1章 绪论12-18
• 1.1 研究背景12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 云构架无线接入网 C-RAN12-13
• 1.2.2 信道编码13
• 1.2.3 压缩感知信道估计13-14
• 1.2.4 信道译码联合信道估计14-15
• 1.3 本论文的研究内容15-18
• 1.3.1 系统总体结构与研究内容15-16
• 1.3.2 论文结构16-18
• 第2章 基于 C-RAN 的多模信道编码方案设计18-31
• 2.1 多模高速 CRC 编码设计18-22
• 2.1.1 CRC 校验算法18-19
• 2.1.2 多模 CRC 编码器19-22
• 2.2 多模高速信道编码设计22-26
• 2.2.1 编码器结构22
• 2.2.2 多模交织器22-24
• 2.2.3 多模编码器24-26
• 2.3 性能仿真26-30
• 2.3.1 资源消耗对比26-27
• 2.3.2 时间消耗对比27-28
• 2.3.3 正确性验证28-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第3章 基于 C-RAN 与 LTE-Hi 的导频图案设计31-56
• 3.1 导频概述31-34
• 3.1.1 OFDM 系统传统导频简介31-32
• 3.1.2 导频图案设计原则32-33
• 3.1.3 LTE 导频序列33-34
• 3.2 与导频相关的压缩感知理论34-37
• 3.2.1 压缩感知理论概述34-35
• 3.2.2 信号的稀疏表示35
• 3.2.3 观测矩阵的设计35-37
• 3.3 C-RAN 下的 LTE-Hi 与 BR-OFDMA 情况分析37-39
• 3.3.1 C-RAN 下的 LTE-Hi 小区情况37-38
• 3.3.2 LTE-Hi 下的动态 BR-OFDMA38-39
• 3.3.3 LTE-Hi 信道特点与导频需求39
• 3.4 伪随机导频图案生成算法设计39-46
• 3.4.1 伪随机算法设计40
• 3.4.2 导频数目的确定40-41
• 3.4.3 随机因子更新算法41-42
• 3.4.4 训练序列选择及伪随机导频位置的生成42
• 3.4.5 搜索次优导频图案及停止条件42-44
• 3.4.6 关于停止准则的仿真分析44-46
• 3.5 协作小区导频图案设计46-52
• 3.5.1 小区间频分复用导频结构46-47
• 3.5.2 干扰探测导频47
• 3.5.3 重复因子的确定方法47-49
• 3.5.4 导频的频域与时域插入49-50
• 3.5.5 仿真分析50-52
• 3.6 CRC 导频的添加52-53
• 3.7 存在多普勒效应下的导频设计53-55
• 3.8 本章小结55-56
• 第4章 信道估计与译码的联合设计56-75
• 4.1 压缩感知信道估计数学模型56-57
• 4.2 压缩感知信道估计重构算法概述57-59
• 4.2.1 信号重构57-58
• 4.2.2 压缩感知算法在信道估计上的应用58
• 4.2.3 重构算法58-59
• 4.3 压缩感知信道估计改进算法59-64
• 4.3.1 信噪比的初始估计60
• 4.3.2 分段加权匹配追踪算法60-64
• 4.4 信道译码64-69
• 4.4.1 Turbo 码译码过程简介64-66
• 4.4.2 译码算法与迭代停止准则66-68
• 4.4.3 信道译码与信噪比68
• 4.4.4 迭代译码的反馈68-69
• 4.5 接收端总体结构69-71
• 4.6 仿真分析71-73
• 4.7 本章小结73-75
• 第5章 方案硬件实现75-85
• 5.1 硬件平台介绍75-77
• 5.2 方案实现77-83
• 5.2.1 信道编码模块的 FPGA 实现77-78
• 5.2.2 DSP 的定点化78-81
• 5.2.3 从 C 到矢量汇编的设计81-83
• 5.3 方案耗时测试83-84
• 5.4 本章小结84-85
• 第6章 总结与展望85-87
• 6.1 论文总结85-86
• 6.2 未来展望86-87
• 参考文献87-92
• 致谢92-93
• 攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果93

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 余翔;徐宇明;吕世起;曾银强;;基于C-RAN与LTE-Hi的BR-OFDMA导频图案设计[J];电讯技术;2015年03期

2 王晓云;黄宇红;崔春风;陈奎林;陈沫;;C-RAN:面向绿色的未来无线接入网演进[J];中国通信;2010年03期

  本文关键词：面向C-RAN的信道编码与信道估计算法研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：408813