LTE-A空口监测分析仪下行MIMO检测的研究与实现
发布时间：2021-05-17 01:54
为满足现代无线通信系统对系统容量和传输速率日益增长的需求,LTE-A系统引入了载波聚合、多天线增强等技术,进一步提高了系统性能,为用户带来了更好的业务体验。随着网络建设工作的开展,各项新技术的部署也给现有的网络测试设备带来了新的挑战,因此研发一款专业化的新型测试仪表具有重要的意义。信号检测作为LTE-A系统接收端的重要环节,其性能优劣会直接影响整个通信系统的质量。本文基于LTE-A空口监测分析仪的架构设计和需求分析,对下行MIMO检测环节进行了设计实现,主要工作包括:1.基于3GPP物理层协议,对下行接收端信号检测环节进行深入研究。首先就检测算法的性能、复杂度、时间效率等因素对各方案选型进行分析,结合项目需求选取合适的算法。针对现有的设计方案,本文从组合逻辑、数据处理能力、模块耦合度等方面进行了优化并提出一种高效率的下行多天线信号检测方案。该方案充分利用了DDR3（Double Data Rate）高速读写数据的优势并采取了基于AXI4-Stream接口封装的技术,极大地提高了检测环节的数据处理效率。2.根据流程设计,对集成的MIMO检测模块进行了FPGA实现。检测器中的矩阵求逆部分是...
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 空口监测仪表的技术产业现状
1.2.2 MIMO检测的研究现状
1.3 论文组织结构
第2章 LTE-A系统下行链路概述与硬件平台介绍
2.1 LTE-A系统下行物理层简介
2.1.1 LTE-A系统的时频资源
2.1.2 传输模式
2.1.3 下行参考信号
2.2 MIMO传输技术
2.2.1 发射分集
2.2.2 空间复用
2.2.3 波束赋形
2.3 LTE-A物理层下行链路的处理
2.3.1 LTE-A系统下行链路基带信号处理
2.3.2 PDSCH信号检测流程
2.4 硬件开发平台
2.4.1 仪表架构设计
2.4.2 基带板的整体设计
2.5 本章小结
第3章 下行信号检测的研究及流程设计
3.1 信号检测算法选型
3.1.1 线性检测算法
3.1.2 球形检测算法
3.1.3 算法方案对比
3.2 下行信号检测流程设计及MIMO检测模块的集成
3.2.1 需求分析及针对现有设计的优化
3.2.2 一种高效率的下行多天线信号检测流程设计
3.2.3 PDSCH资源解映射流程设计
3.2.4 MIMO检测模块流程设计
3.3 本章小结
第4章 下行MIMO检测模块FPGA设计
4.1 MIMO检测模块FPGA整体设计
4.1.1 关键子模块划分
4.1.2 基于AXI4-Stream流接口封装的数据处理方式
4.1.3 矩阵求逆方案分析
4.2 数据读取模块及矩阵构建模块的设计
4.2.1 DDR3 数据读取和基于FIFO的流控设计
4.2.2 解预编码模块的设计
4.3 基于Cholesky分解的矩阵求逆模块设计
4.3.1 Cholesky分解
4.3.2 基于脉动阵列的三角矩阵求逆设计
4.3.3 2X2 MIMO场景下一种全流水的求逆设计结构
4.4 本章小结
第5章 下行MIMO检测模块FPGA仿真与性能分析
5.1 FPGA开发环境及数据量化定标
5.1.1 FPGA开发环境
5.1.2 数据量化定标
5.2 MIMO检测模块FPGA仿真及测试验证
5.2.1 测试验证方案
5.2.2 MIMO检测模块FPGA仿真
5.2.3 针对传输模式的整机测试
5.3 设计方案的资源占用及性能分析
5.3.1 资源占用和性能分析
5.3.2 精度及误差分析
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 研究展望
参考文献
致谢
读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]MIMO发射分集矢量信号测试分析仿真技术研究[J]. 张煜. 电子产品世界. 2018(06)
[2]LTE-A空口监测分析仪中载波聚合的设计与实现[J]. 李茹莹,张治中,邓翔天. 计算机应用. 2018(03)
[3]基于可见光通信的MIMO技术研究现状[J]. 迟楠,乔梁,赵嘉琦,卢星宇. 南京信息工程大学学报(自然科学版). 2017(02)
[4]大规模MIMO信号检测复杂性分析[J]. 秦闯,郑紫微,赵婷,富显祖,娄达平. 数据通信. 2016(04)
[5]LTE网络演进及生命周期分析[J]. 杨芙蓉,陈杨,余扬尧. 移动通信. 2016(15)
[6]LTE网络空中接口物理层PDSCH信道检测技术研究[J]. 林艺辉,孙昊. 电子产品世界. 2016(08)
[7]全球LTE市场发展势头强劲LTE-A网络进程持续加快[J]. 王彦龙. 世界电信. 2015(Z1)
[8]LTE-A上行链路中单用户MIMO的球形译码算法性能分析[J]. 张源,沈皓,赵昆,夏斌. 电讯技术. 2015(01)
[9]基于FPGA&DSP多天线信号检测的仿真与实现[J]. 王华华,陶敏,赵宏炜,江曹勇. 电视技术. 2014(15)
[10]MIMO-OFDM系统中改进的格点减少检测算法[J]. 田木村,宋婷,刘江顺,杜江. 电子技术应用. 2014(07)
硕士论文
[1]基于TDD-LTE的多用户下行共享信道研究与实现[D]. 贺毅.电子科技大学 2018
[2]基于ZYNQ的AES算法的高性能实现[D]. 胡文振.北京交通大学 2016
[3]多天线无线通信系统中信号检测关键技术的研究[D]. 石叶明.电子科技大学 2016
[4]基于SoC的LTE物理层设计与实现[D]. 赵海舜.西安电子科技大学 2015
[5]MIMO系统的信号检测算法研究[D]. 魏利霞.南京邮电大学 2015
[6]低复杂度MIMO系统信号检测算法研究[D]. 周茜.中国计量学院 2014
[7]矩阵运算的硬件加速技术研究[D]. 郭磊.国防科学技术大学 2010
本文编号：3190840
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 空口监测仪表的技术产业现状
1.2.2 MIMO检测的研究现状
1.3 论文组织结构
第2章 LTE-A系统下行链路概述与硬件平台介绍
2.1 LTE-A系统下行物理层简介
2.1.1 LTE-A系统的时频资源
2.1.2 传输模式
2.1.3 下行参考信号
2.2 MIMO传输技术
2.2.1 发射分集
2.2.2 空间复用
2.2.3 波束赋形
2.3 LTE-A物理层下行链路的处理
2.3.1 LTE-A系统下行链路基带信号处理
2.3.2 PDSCH信号检测流程
2.4 硬件开发平台
2.4.1 仪表架构设计
2.4.2 基带板的整体设计
2.5 本章小结
第3章 下行信号检测的研究及流程设计
3.1 信号检测算法选型
3.1.1 线性检测算法
3.1.2 球形检测算法
3.1.3 算法方案对比
3.2 下行信号检测流程设计及MIMO检测模块的集成
3.2.1 需求分析及针对现有设计的优化
3.2.2 一种高效率的下行多天线信号检测流程设计
3.2.3 PDSCH资源解映射流程设计
3.2.4 MIMO检测模块流程设计
3.3 本章小结
第4章 下行MIMO检测模块FPGA设计
4.1 MIMO检测模块FPGA整体设计
4.1.1 关键子模块划分
4.1.2 基于AXI4-Stream流接口封装的数据处理方式
4.1.3 矩阵求逆方案分析
4.2 数据读取模块及矩阵构建模块的设计
4.2.1 DDR3 数据读取和基于FIFO的流控设计
4.2.2 解预编码模块的设计
4.3 基于Cholesky分解的矩阵求逆模块设计
4.3.1 Cholesky分解
4.3.2 基于脉动阵列的三角矩阵求逆设计
4.3.3 2X2 MIMO场景下一种全流水的求逆设计结构
4.4 本章小结
第5章 下行MIMO检测模块FPGA仿真与性能分析
5.1 FPGA开发环境及数据量化定标
5.1.1 FPGA开发环境
5.1.2 数据量化定标
5.2 MIMO检测模块FPGA仿真及测试验证
5.2.1 测试验证方案
5.2.2 MIMO检测模块FPGA仿真
5.2.3 针对传输模式的整机测试
5.3 设计方案的资源占用及性能分析
5.3.1 资源占用和性能分析
5.3.2 精度及误差分析
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 研究展望
参考文献
致谢
读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]MIMO发射分集矢量信号测试分析仿真技术研究[J]. 张煜. 电子产品世界. 2018(06)
[2]LTE-A空口监测分析仪中载波聚合的设计与实现[J]. 李茹莹,张治中,邓翔天. 计算机应用. 2018(03)
[3]基于可见光通信的MIMO技术研究现状[J]. 迟楠,乔梁,赵嘉琦,卢星宇. 南京信息工程大学学报(自然科学版). 2017(02)
[4]大规模MIMO信号检测复杂性分析[J]. 秦闯,郑紫微,赵婷,富显祖,娄达平. 数据通信. 2016(04)
[5]LTE网络演进及生命周期分析[J]. 杨芙蓉,陈杨,余扬尧. 移动通信. 2016(15)
[6]LTE网络空中接口物理层PDSCH信道检测技术研究[J]. 林艺辉,孙昊. 电子产品世界. 2016(08)
[7]全球LTE市场发展势头强劲LTE-A网络进程持续加快[J]. 王彦龙. 世界电信. 2015(Z1)
[8]LTE-A上行链路中单用户MIMO的球形译码算法性能分析[J]. 张源,沈皓,赵昆,夏斌. 电讯技术. 2015(01)
[9]基于FPGA&DSP多天线信号检测的仿真与实现[J]. 王华华,陶敏,赵宏炜,江曹勇. 电视技术. 2014(15)
[10]MIMO-OFDM系统中改进的格点减少检测算法[J]. 田木村,宋婷,刘江顺,杜江. 电子技术应用. 2014(07)
硕士论文
[1]基于TDD-LTE的多用户下行共享信道研究与实现[D]. 贺毅.电子科技大学 2018
[2]基于ZYNQ的AES算法的高性能实现[D]. 胡文振.北京交通大学 2016
[3]多天线无线通信系统中信号检测关键技术的研究[D]. 石叶明.电子科技大学 2016
[4]基于SoC的LTE物理层设计与实现[D]. 赵海舜.西安电子科技大学 2015
[5]MIMO系统的信号检测算法研究[D]. 魏利霞.南京邮电大学 2015
[6]低复杂度MIMO系统信号检测算法研究[D]. 周茜.中国计量学院 2014
[7]矩阵运算的硬件加速技术研究[D]. 郭磊.国防科学技术大学 2010
本文编号：3190840
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