TD-LTE多天线系统下行链路的设计与实现

论文摘要

为了迎接WiMAX移动宽带无线接入技术的挑战,保持并增强3G技术的竞争力,2004年底3GPP组织通过了3G长期演进计划（Long Term Evolution,简称LTE）。LTE旨在降低系统时延,提高数据速率,增大系统容量,降低建网成本等。在2010年底国际电信联盟（ITU）已经将LTE正式纳入4G标准中。TD-LTE作为TD-SCDMA的后续演进标准,采用以OFDM调制技术为核心的系统架构设计,与其说是“演进”,不如说是“革命”。这场“革命”使系统不可避免地丧失了大部分后向兼容性,从网络侧和终端侧都要做大规模的更新换代。本文提出了一种基于CPE7203硬件的TD-LTE多天线系统下行链路物理层解决方案,为TD-LTE系统的商用提供了充分的技术支持。论文首先阐明TD-LTE系统下行链路的理论背景及相关技术,包括物理信道、物理信号、OFDM/MIMO关键技术等,介绍了PicoChip公司CPE7203开发板的硬件环境及开发流程。然后详细说明了下行链路的整体设计和吞吐分析,着重给出了各个模块的算法设计与硬件实现方案,包括卷积编码、Turbo编码、速率匹配、MIMO处理、资源映射等模块。文章最后介绍硬件开发及调试过程,利用Matlab平台、第三方测试向量及测试仪器对开发的正确性进行验证,经过测试,硬件性能达到了设计指标,能够作为厂商演示和商用的备选方案。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1. 论文研究背景
• 1.2. TD-LTE系统简介
• 1.2.1 TD-LTE系统目标和需求
• 1.2.2 TD-LTE系统协议简介
• 1.3. 论文主要工作及组织结构
• 第二章 TD-LTE系统下行链路研究
• 2.1 TD-LTE系统帧结构及下行物理信道
• 2.1.1 TD-LTE系统帧结构
• 2.1.2 TD-LTE系统下行物理信道
• 2.1.3 TD-LTE系统下行物理信号
• 2.2 TD-LTE系统下行链路关键技术
• 2.2.1 OFDM技术
• 2.2.2 MIMO技术
• 2.2.2.1 空间分集
• 2.2.2.2 空间复用
• 2.2.2.3 OFDM-MIMO系统
• 2.3 TD-TLE系统下行基带数据生成
• 第三章 硬件实现平台PicoArray简介
• 第四章 TD-LTE多天线系统下行链路在PicoArray上的设计与实现
• 4.1 双工方式、天线数量、系统带宽因素对链路设计的影响
• 4.1.1 FDD系统和TDD系统链路实现设计的区别
• 4.1.2 单天线系统和多天线系统链路实现的区别
• 4.1.3 系统带宽对吞吐实现的影响
• 4.2 TD-LTE多天线系统下行链路整体设计
• 4.3 下行链路具体模块设计与实现
• 4.3.1 FEC模块的设计与实现
• 4.3.1.1 卷积编码的设计
• 4.3.1.2 Turbo编码的设计
• 4.3.1.3 速率匹配的设计
• 4.3.2 扰码模块的设计与实现
• 4.3.3 调制模块的设计与实现
• 4.3.4 MIMO处理模块的设计与实现
• 4.3.5 下行资源映射模块的设计与实现
• 4.3.5.1 LTE系统下行资源分配的三种方式
• 4.3.5.2 TD-LTE系统下行资源映射示例
• 4.3.5.3 下行资源映射模块整体结构设计
• 4.3.5.4 各子模块的设计及实现
• 4.3.6 OFDM符号生成模块的设计与实现
• 4.3.7 RadioIF模块的设计与实现
• 4.4 开发调试中的问题及经验
• 第五章 总结
• 5.1 论文工作总结
• 5.2 论文进一步研究方向
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文