LTE系统下行链路层关键技术的研究

论文摘要

随着无线通信技术的发展，移动通信向着更高速率、更小时延和宽带化多媒体通信业务的方向发展，传统的第三代移动通信（3G）系统已经不能满足人们的需求，以宽带化高速率为目标的第四代移动通信（4G）得到了快速发展并逐渐成熟起来。3GPP（3rd Generation Partnership Project）LTE（Long Term Evolution）作为3G向4G演进的主流技术，其目标是实现两者之间的平滑过渡，由于LTE采用了多输入多输出（MIMO, Multiple Input Multiple Output）、正交频分复用（OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiple）等新的核心技术，相比3G其数据传输率及频谱利用率都得到了很大改善，由此可见，LTE系统的研究对移动通信的发展起着至关重要的作用。文章从无线通信的发展历程出发，首先对LTE的发展背景、研究意义、发展趋势及最新动态进行介绍。其次，基于3GPP组织36系列协议，对物理层概念、物理层协议架构、帧结构类型、下行传输方案及MIMO、OFDM等下行关键技术进行了详细分析，为LTE模块化设计提供理论基础。然后，对LTE下行链路进行模块化分析研究，并在MATLAB平台下对下行MIMO技术进行仿真研究，在Turbo编码条件下对下行误块率与吞吐量进行仿真分析。误块率仿真结果表明在相同参数下，天线配置越多或混合自动重传请求（HARQ, Hybrid Automatic RepeatRequest）阶数越大误块率越小。吞吐量仿真结果表明，天线配置越多或HARQ阶数越高吞吐量越大。最后，基于此仿真平台，对LTE基于导频的信道估计技术进行研究，对最小平方（LS, Least Square）算法、最小均方误差（MMSE, MinimumMean Square Error）算法两种信道估计算法进行仿真比较，结果表明MMSE算法性能优于LS算法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 英文缩略语汇总
• 第1章 绪论
• 1.1 LTE 技术的研究背景
• 1.2 LTE 技术的研究意义
• 1.3 LTE 国内外研究动态及发展趋势
• 1.4 本文主要工作及内容安排
• 第2章 LTE 物理层协议与关键技术分析
• 2.1 物理层概述
• 2.1.1 协议结构
• 2.1.2 物理层功能介绍
• 2.1.3 系统帧结构
• 2.1.4 下行物理链路层的传输方案
• 2.2 下行关键技术分析
• 2.2.1 下行 OFDM 技术
• 2.2.2 下行 MIMO 技术
• 2.2.3 下行 HARQ 机制
• 2.3 本章小结
• 第3章 LTE 下行仿真平台模块化设计与仿真
• 3.1 LTE 下行链路仿真平台系统结构设计
• 3.2 下行链路模块分析与设计
• 3.2.1 比特级处理模块
• 3.2.2 调制模块
• 3.2.3 MIMO 处理模块
• 3.2.4 物理资源映射
• 3.2.5 OFDM 基带信号产生
• 3.3 仿真过程与结果分析
• 3.3.1 仿真流程与仿真参数设置
• 3.3.2 仿真结果分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 LTE 基于导频信道估计技术的研究
• 4.1 LTE 系统下行导频图方案选择
• 4.1.1 导频图形的种类
• 4.1.2 下行导频方案
• 4.2 导频位置信道估计方法
• 4.2.1 LS 算法
• 4.2.2 MMSE 算法
• 4.3 数据位置信道估计
• 4.3.1 线性插值算法
• 4.3.2 二次多项式插值算法
• 4.3.3 高斯插值算法
• 4.3.4 基于 DFT 插值算法
• 4.4 算法仿真分析
• 4.5 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A （攻读学位期间发表的学术论文）
• 附录 B （攻读学位期间所参与的科研项目）
• 附录 C 部分源程序代码