LTE上行物理层接收机算法设计

论文摘要

为了提高第3代移动通信技术在无线接入领域的竞争力,3GPP提出了第3代移动通信的长期演进计划（Long Term Evolution,简称LTE）。LTE旨在提高数据速率,降低系统时延,增大系统容量和覆盖范围,同时降低运营成本。LTE是国际化标准组织3GPP开展的重要项目,因而对LTE技术的研究很有意义,然而接收机算法直接影响链路的性能,特别是LTE上行接收机算法,所以对LTE上行链路物理层接收机算法研究意义重大。本文主要针对LTE上行物理层链路接收机算法进行研究。首先,介绍了LTE的研究背景、研究意义、研究内容及研究目的。其次,介绍了LTE物理层上行链路的基本结构流程及关键技术,基本内容包括CRC校验、码块分割、速率匹配、Turbo编码、调制等。其关键技术主要是SC-FDMA和虚拟MIMO技术。之后,根据LTE上行发射侧关键技术的特点以及编码调制方式,设计接收机算法,这些算法主要包括信道估计（LS信道估计、理想信道估计、LMMSE信道估计、时域相关信道估计）,频偏估计以及解虚拟MIMO（ZF、LMMSE、ML）的原理和算法实现。最后,对链路性能进行仿真验证,包括:（1）在相同的仿真条件下,不同信道估计对性能的影响,主要是理想信道估计,ML（最大似然）信道估计和时域相关信道估计;（2）接收分集中,2天线和4天线的性能对比;（3）单发射天线与虚拟MIMO的性能对比;（4）频偏估计对性能的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 本课题研究的目的及意义
• 1.3 国内外相关技术发展现状
• 1.4 本文主要研究内容
• 第2章 LTE上行物理层结构及关键技术
• 2.1 引言
• 2.2 LTE上行物理层链路简介
• 2.2.1 LTE上行帧结构
• 2.2.2 CRC校验
• 2.2.3 码块分割
• 2.2.4 Turbo编码
• 2.2.5 速率匹配
• 2.2.6 码块级联和调制
• 2.2.7 SC-FDMA产生
• 2.3 LTE物理层关键技术
• 2.3.1 MIMO技术
• 2.3.2 OFDM技术
• 2.3.3 OFDM+MIMO
• 2.4 LTE上行物理层关键技术
• 2.4.1 SC-FDMA
• 2.4.2 虚拟MIMO
• 2.4.3 虚拟MIMO+SC-FDMA
• 2.5 本章小结
• 第3章 LTE上行物理层接收机算法
• 3.1 引言
• 3.2 信道估计
• 3.2.1 信道估计的意义
• 3.2.2 信道估计算法
• 3.3 频偏估计
• 3.3.1 频偏估计的原理
• 3.3.2 实现算法
• 3.4 MIMO解调
• 3.4.1 LMMSE检测算法
• 3.4.2 MMSE-SIC检测算法
• 3.4.3 ML检测算法
• 3.4.4 ZF检测算法
• 3.4.5 MIMO解调算法的比较
• 3.5 QR分解
• 3.5.1 ZF检测算法的QR分解
• 3.5.2 MMSE检测算法的QR分解
• 3.5.3 QR分解的算法
• 3.6 本章小结
• 第4章 性能仿真结果和分析
• 4.1 引言
• 4.2 仿真条件
• 4.3 仿真结果
• 4.3.1 与协议规定的性能对比表
• 4.3.2 单发射天线性能
• 4.3.3 虚拟MIMO的性能
• 4.3.4 频偏对性能的影响
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢