基于SoC的LTE物理层设计与实现

发布时间：2017-09-11 13:19

  本文关键词：基于SoC的LTE物理层设计与实现

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【摘要】：LTE/SAE架构是未来宽带无线接入的发展方向,可以解决用户无线宽带接入的问题,满足未来专用通信对宽带数据业务、多媒体业务的需求,以此作为无线接入网络具有重要的意义。在专用移动通信网络中,LTE技术将是未来宽带无线接入技术的发展方向。基于以上技术驱动的需求,开发一款基于SoC芯片且适用于6U VPX构架的LTE基带处理平台,为后续无线接入设备研制及无线接入功能集成奠定平台基础。论文在研究LTE物理层工作原理的基础上,主要研究SoC的构架与平台,以及在该平台下LTE物理层的设计与实现,主要工作有:1.完成了SoC平台的设计与实现。进行了平台构架设计、SoC选型设计、原理图及PCB设计、SoC相关驱动设计、平台接口设计及SoC基础平台的测试验证等工作。通过L2 Switch芯片对SoC的Serdes接口进行扩展,使该平台既可以独自实现BBU设备的同时,也可以作为扩展板卡集成到其他设备中实现无线接入功能的扩展,增加了该平台的灵活性和适用性。该平台采用6U VPX插卡形式,符合Open VPX相关技术规范,能方便集成于Open VPX构架设备。2.完成了基于SoC平台的LTE物理层设计与实现。基于SoC的芯片构架进行了任务调度机制与分配机制设计;基于对LTE物理层链路的matlab仿真,结合SoC芯片构架进行了下行链路处理流程设计、上行链路处理流程设计;在FAPI接口的基础上,为了提高MAC-PHY接口通信的效率,采用大消息的方式进行了定时关系设计及MAC-PHY接口设计,减少了层间的频繁信息交互,提高了效率,在满足功能性能的同时降低了设计复杂度。3.完成了SoC平台上LTE物理层的功能测试。以打桩测试的方法,在SoC平台上分别对PUSCH、PUCCH、PRACH以及物理层处理所需时间进行了测试,通过对测试结果与matlab仿真结果进行比对,验证了物理层信道链路设计的合理性。
【关键词】：LTE SoC 物理层 调度机制 定时关系
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5;TN47
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符号对照表11-12
• 缩略语对照表12-19
• 第一章 绪论19-23
• 1.1 研究背景及意义19-20
• 1.2 国内外发展现状20-22
• 1.3 论文的主要内容和工作安排22-23
• 第二章 LTE物理层基本原理23-35
• 2.1 LTE协议构架和物理层标准体系23-24
• 2.2 物理层传输资源24-27
• 2.2.1 时域资源24-25
• 2.2.2 频域资源25-27
• 2.3 物理层下行链路27-29
• 2.3.1 下行物理信号27-28
• 2.3.2 下行物理信道28-29
• 2.3.3 下行物理信道处理流程29
• 2.4 物理层上行链路29-31
• 2.4.1 上行物理信号29-30
• 2.4.2 上行物理信道30
• 2.4.3 上行物理信道处理流程30-31
• 2.5 物理层关键技术31-33
• 2.5.1 OFDM技术31
• 2.5.2 MIMO技术31-33
• 2.5.3 HARQ技术33
• 2.6 本章小结33-35
• 第三章 硬件平台设计与实现35-55
• 3.1 B4860平台介绍35-39
• 3.1.1 B4860结构与性能35-36
• 3.1.2 SC3900结构与性能36-37
• 3.1.3 MAPLE-B3基带加速处理引擎37-39
• 3.2 硬件平台基本工作过程39
• 3.3 硬件平台组成39-46
• 3.3.1 SoC模块40-42
• 3.3.2 时钟模块42-44
• 3.3.3 L2 Switch模块44-46
• 3.4 硬件平台调试与验证46-53
• 3.4.1 调试验证环境及准备工作46-49
• 3.4.2 DDR3内存调试验证49-51
• 3.4.3 以太网接口调试验证51-52
• 3.4.4 CPRI接口调试验证52-53
• 3.5 本章小结53-55
• 第四章 LTE物理层设计与实现55-75
• 4.1 总体设计55-59
• 4.1.1 物理层实现功能需求55
• 4.1.2 物理层功能划分55-56
• 4.1.3 调度机制56-58
• 4.1.4 处理流程58-59
• 4.2 MAC-PHY接口设计59-64
• 4.2.1 大消息概述59-60
• 4.2.2 接口原语60-62
• 4.2.3 大消息定时关系62-64
• 4.3 模块设计64-74
• 4.3.1 PRACH处理模块设计64-66
• 4.3.2 SRS处理模块设计66-70
• 4.3.3 PUCCH处理模块设计70-74
• 4.4 本章小结74-75
• 第五章 LTE物理层测试与验证75-83
• 5.1 测试环境介绍75-77
• 5.2 PUSCH解码能力测试77-78
• 5.2.1 测试目的77
• 5.2.2 测试步骤77-78
• 5.2.3 测试结果78
• 5.2.4 结果分析78
• 5.3 PUCCH ACK正检率测试78-79
• 5.3.1 测试目的78
• 5.3.2 测试步骤78-79
• 5.3.3 测试结果79
• 5.3.4 结果分析79
• 5.4 PRACH正检率测试79-80
• 5.4.1 测试目的79
• 5.4.2 测试步骤79
• 5.4.3 测试结果79-80
• 5.4.4 结果分析80
• 5.5 处理时间测试80-81
• 5.5.1 测试目的80
• 5.5.2 测试步骤80
• 5.5.3 测试结果80
• 5.5.4 结果分析80-81
• 5.6 本章小结81-83
• 第六章 结论83-85
• 6.1 研究结论83
• 6.2 研究展望83-85
• 参考文献85-87
• 致谢87-89
• 作者简介89-90

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本文编号：830959