NB-IoT系统窄带物理下行信道的研究与实现

发布时间：2020-06-24 14:07

【摘要】：窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)作为一种授权频谱的低功耗广域网(Low Power Wide Area Network,LPWAN)技术,因其大部分沿用LTE(Long Term Evolution,长期演进)技术而使网络部署的成本低,并适用物联网业务范围最广,进而深受物联网行业的青睐。为了保障收发两端正常通信,物理层需要正确地发送与接收下行信道所传输的数据,特别是承载控制信息的窄带物理下行控制信道(Narrowband Physical Downlink Control Channel,NPDCCH)和承载系统消息、寻呼等下行数据信息的窄带物理下行共享信道(Narrowband Physical Downlink Shared Channel,NPDSCH)。本论文针对产业类重大专项“NB-IoT物联网终端SOC开发及应用”的研发需求,主要对NB-IoT系统物理层的NPDCCH和NPDSCH两个下行信道进行研究,并重点对终端解码过程进行设计与开发。主要开展的工作及创新点如下:1.为了提高NB-IoT终端在信道环境未知的情况下解码下行数据的性能,本文根据NPDCCH与NPDSCH重复传输的特点提出一种基于偏移距离加权的最大比合并算法。该算法主要将终端接收到的频域符号与实际调制符号估计值之间的欧氏距离,作为最大比合并算法的加权系数。仿真结果表明,相比于单支路解码方案,所提合并算法在性能上提高了2~2.5dB的误比特率(Bit Error Rate,BER)性能,更加接近于理想状态下的最大比合并算法;而在计算复杂度方面,算法执行次数较高,但整体复杂度仍维持在线性阶,在可接受范围之内。2.当NPDCCH搜索空间时域范围大于16时,终端采用穷举搜索算法检测下行控制信息(Downlink Control Information,DCI)的计算复杂度较大,因此本文提出一种基于相关检测的低复杂度盲检测算法。该算法主要利用NPDCCH重复周期内重复传输数据之间的相关性来剔除搜索空间中无效数据,进而缩小终端的盲检测范围。仿真结果显示,相比于穷举搜索算法,相关检测算法在两个相关阈值的合理配置下,其计算复杂度可至少降低75%,但并不影响检测性能。3.结合所提出的检测算法,本文对NPDCCH与NPDSCH收发端信号处理过程进行数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)实现。同时对接收端合并模块以及NPDCCH盲检测模块的DSP实现性能和资源消耗进行分析,验证了本文所提算法的可行性,在项目实现中具有一定的实用价值。
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN929.5;TP391.44
【图文】：

NPDCCH发送端主函数

NPDSCH发送端主函数

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本文编号：2727957