基于LTE技术的宽带应急通信电台基带开发

发布时间：2017-03-26 19:04

  本文关键词：基于LTE技术的宽带应急通信电台基带开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：公网通信主要以固定的基站为基础,一旦受到破坏,会造成通信中断,且恢复周期长、投入大。而专用电台成本低、开通方便,具有高效便捷的特点,因而在应急通信中被广泛的利用。LTE作为现代无线通信主要技术,已被各大运营商商用,它具有高容量、高带宽、多业务、广覆盖的优点。本课题参考LTE的基带协议,对部分关键技术进行适应性修改,开发了一种适用于应急通信的的专用电台基带系统。首先,本文主要针对512-606MHz高速传输系统专用电台的基带处理部分进行了深入研究,结合软件无线电台的体系结构和相关公司提出的具体技术指标要求,设计出电台基带系统的开发方案。其次,本文研究分析了基带处理中的信道均衡和数字中频的部分,针对信道均衡部分和数字中频中的关键技术进行分析并建模仿真,提出适合于本系统的均衡算法和中频处理部分,并且能使系统具有较好的准确度与性能。通过理论分析与MATLAB仿真验证,证明了设计方案的正确性和系统的高效性,满足本系统的设计要求,为后面基于FPGA的专用电台的基带系统的开发提供了有效的指导。最后,完成了方案的硬件实现。硬件平台以Xilinx公司的XC7A200T-3FBG676芯片为核心,采用VHDL语言完成了基带部分,包括时间管理模块、速率转换模块、帧计数模块、调制(8psk)模块、OFDM子载波映射模块、IFFT变换模块、插入导频和同步信号及CP以及发送端中频部分(上变频前缓冲、上变频,中频载波调制)等,及接收端的对应解调部分。借助于Modelsim仿真软件进行联合仿真与改进,以及实际的上板频谱测试验证,本次基带系统的发端与收端均已达到设计要求。
【关键词】：专用电台 基带 FPGA LTE
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5;TN924
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 选题的背景与意义8-9
• 1.2 论文的主要任务与研究目的9
• 1.3 论文的主要内容与结构安排9-12
• 2 基带波形开发的目标与系统关键参数12-24
• 2.1 专用电台基带波形的设计目标12-13
• 2.2 研究现状13-15
• 2.3 LTE主要技术15-22
• 2.3.1 帧结构15-17
• 2.3.2 时域结构和物理资源17-19
• 2.3.3 OFDM技术19-22
• 2.4 小结22-24
• 3 系统的设计与Matlab仿真24-54
• 3.1 基带系统的架构和参数的设定24-25
• 3.2 同步技术25-30
• 3.2.1 基于CP的定时同步26-29
• 3.2.2 同步设计29-30
• 3.3 基于导频的均衡技术30-41
• 3.3.1 信道估计算法30-32
• 3.3.2 导频结构32-35
• 3.3.3 均衡的建模仿真35-41
• 3.4 数字中频技术41-50
• 3.4.1 数字中频中采样率转换的相关理论41-44
• 3.4.2 数字上下变频的设计方案44-47
• 3.4.3 数字上下变频的验证仿真结果47-50
• 3.5 OFDM系统级仿真50-52
• 3.6 小结52-54
• 4 基于FPGA的系统开发与测试54-78
• 4.1 开发环境54-57
• 4.1.1 FPGA简介54-55
• 4.1.2 FPGA的设计流程55-56
• 4.1.3 VHDL和自顶向下的设计方法56
• 4.1.4 IP核简介56-57
• 4.1.5 本系统所使用的EDA软件简介57
• 4.2 系统设计57-58
• 4.3 发送端58-69
• 4.3.1 时钟产生模块58-60
• 4.3.2 速率转换模块60-61
• 4.3.3 帧计数模块61-62
• 4.3.4 调制（8psk）模块62-63
• 4.3.5 OFDM子载波映射63-65
• 4.3.6 IFFT变换65-66
• 4.3.7 导频与同步信号66-68
• 4.3.8 发送端数字中频部分68-69
• 4.4 接收端69-76
• 4.4.1 接收端数字中频部分69-70
• 4.4.2 去CP与同步部分70-72
• 4.4.3 FFT部分72-73
• 4.4.4 OFDM子载波解映射73-74
• 4.4.5 解调（d8psk）74-75
• 4.4.6 数据整理75-76
• 4.5 小结76-78
• 5 硬件系统测试78-82
• 5.1 硬件描述78-81
• 5.2 基带系统硬件测试81-82
• 6 总结与展望82-84
• 6.1 总结82
• 6.2 展望82-84
• 致谢84-86
• 参考文献86-90
• 附录90
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文90
• B. 作者在攻读学位期间参与的科研项目90

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本文编号：269218