【摘要】：長(zhǎng)期演進(jìn)(Long Term Evolution,LTE)是為移動(dòng)設(shè)備和數(shù)據(jù)終端的高速無線通信而制定的標(biāo)準(zhǔn),由第三代合作伙伴計(jì)劃(3rd Generation Partnership Project,3GPP)負(fù)責(zé)整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化工作。LTE采用了正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技術(shù)和多輸入多輸出技術(shù)(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)提升了頻譜利用率,提高了數(shù)據(jù)速率,改善了通信質(zhì)量。同時(shí)LTE支持多種帶寬配置,頻譜分配更加靈活,系統(tǒng)容量也有了顯著的提升。采用全I(xiàn)P化和網(wǎng)絡(luò)扁平化等方式實(shí)現(xiàn)無縫靈活地支持高速多媒體業(yè)務(wù),從而降低了系統(tǒng)整體時(shí)延,縮減了進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)架設(shè)和基礎(chǔ)設(shè)備維護(hù)的成本。論文首先研究了 LTE多模(TDDLTE和FDDLTE)基站中的上下行物理層相關(guān)技術(shù)。其中,重點(diǎn)研究了 LTE物理層小區(qū)搜索及信道估計(jì)的理論與實(shí)現(xiàn)方法,并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。在信道估計(jì)方面,現(xiàn)有的加窗DFT變換域估計(jì)算法存在復(fù)雜度較高以及時(shí)延較大的問題。為解決這一問題,本文提出一種有記憶功能的能量占比窗方法;該方法利用前一時(shí)刻的窗長(zhǎng)值來縮小當(dāng)前時(shí)刻窗長(zhǎng)估計(jì)的范圍。仿真驗(yàn)證,該方法在保證不犧牲信道估計(jì)質(zhì)量的前提下,能夠降低系統(tǒng)處理時(shí)延。然后,本論文在DSP平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了上下行所有物理層及其關(guān)鍵技術(shù)。通過本文在C/C++語(yǔ)言、內(nèi)部精簡(jiǎn)指令以及匯編語(yǔ)言三個(gè)層面的優(yōu)化設(shè)計(jì)。結(jié)果顯示優(yōu)化后的程序運(yùn)行效率是優(yōu)化前程序的12倍以上,從而極大地提升了系統(tǒng)運(yùn)行速度及單位時(shí)間內(nèi)的系統(tǒng)容量。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN929.5
【圖文】：

１）傳輸速率有了較大提升，其峰值速率上下行分別為５０Ｍｂｐｓ和１０２）峰值頻譜效率有了很大的提高，下行５ｂｉｔ／ｓ／Ｈｚ，上行２．５ｂｉｔ／ｓ／Ｈｚ３）可靈活配置系統(tǒng)帶寬，能支持１．２５ＭＨｚ－２０ＭＨｚ間多種帶寬配置４）降低了連接和傳輸時(shí)延，用戶平面時(shí)延＜１０ｍｓ，連接建立時(shí)延＜１５）能夠在不改變基站位置相的情況下提高邊緣設(shè)備的數(shù)據(jù)速率。逡逑６）引入了分組數(shù)據(jù)傳輸和全ＩＰ化架構(gòu)，有利于對(duì)突發(fā)性業(yè)務(wù)的支７）引入了邋Ｑｏｓ機(jī)制，有利于保障實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。逡逑邐ＬＴＥ的核心技術(shù)逡逑ＦＤＭ技術(shù)簡(jiǎn)介：逡逑交頻分復(fù)用ＯＦＤＭ作為一種高效的多載波傳輸方式，它既是一方式，也是一種特殊的復(fù)用技術(shù)。其主要思想是：將一路高速串行變換成低速多路并行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流，并調(diào)制到多個(gè)正交的子信道上通頻分復(fù)用和正交頻分復(fù)用的原理如下圖１－１所示：逡逑Ａ邋Ａ邋Ａ邋Ａ邋Ａ邋Ａ邋Ａ逡逑

來抵御各種信道衰落，因此可以采用更高階的調(diào)制方式來提升信道容量；第二種逡逑是采用空間復(fù)用技術(shù)，將串行數(shù)據(jù)流通過多根天線并行發(fā)送出去。ＭＩＭＯ天線陣逡逑列收發(fā)機(jī)制如下圖１－２所示逡逑——邋Ｈ邋＾邋——逡逑空邐Ｘ２Ｙ＾＞＜＾邋Ｔｙ２邐空逡逑—Ｉ邐ｉ邋＾逡逑圖１－２邋ＭＩＭＯ天線陣列逡逑采用空間分集的優(yōu)點(diǎn)有：可以獲得相對(duì)穩(wěn)定的信號(hào)，可通過分集增益提高信逡逑噪比�？臻g分集可以分為發(fā)送分集和接收分集。發(fā)送分集是指在發(fā)送端使用多天逡逑線發(fā)送相同的信息，在接收端進(jìn)行接收合并獲得高信噪比。接收分集是指用多根逡逑天線接收來自同一信號(hào)的不同信道傳輸?shù)亩鄠�(gè)副本，由于這些信道幾乎不可能同逡逑時(shí)處于深衰落情況，任意時(shí)刻接收端都能保證至少收到一個(gè)足夠強(qiáng)度的信號(hào)，從逡逑而提高了接收信號(hào)的信噪比。逡逑采用空間復(fù)用的優(yōu)點(diǎn)有：可以提高數(shù)據(jù)速率和頻譜利用率�？臻g復(fù)用是將高逡逑速串行數(shù)據(jù)變成幾個(gè)低速并行數(shù)據(jù)傳輸，可以在單天線數(shù)據(jù)速率不變的情況下提逡逑升系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率。由于各發(fā)射信號(hào)占用的是相同的頻譜，并未增加帶寬，因逡逑此頻譜利用率也是成倍增加。逡逑１．３系統(tǒng)仿真參數(shù)設(shè)定逡逑雖然本課題在實(shí)現(xiàn)ＬＴＥ基站時(shí)，要求能夠?qū)崿F(xiàn)多模、多頻帶，以及不同系統(tǒng)逡逑參數(shù)下的多種設(shè)計(jì)。但是為了有利于本論文的仿真與實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)

圖２－１邋ＦＤＤ物理層幀結(jié)構(gòu)⑴逡逑對(duì)時(shí)分雙工ＴＤＤ而言，上下行同在一個(gè)頻段傳輸，只是對(duì)傳輸?shù)臅r(shí)間分片，逡逑因此ＴＤＤ的幀結(jié)構(gòu)相比ＦＤＤ的幀結(jié)構(gòu)要復(fù)雜一些。如下圖２－２所示，逡逑無？７＞邋＝邋３０７２００７？，叫邋０邋ｍｓ逡逑半袖．１５３６００７；邋－邋５邋ｍｓ逡逑Ｂｔ？．邐．＊＂＾￣＊＊￣￣邐邐邐逡逑＾￡１５３６０７，邐■邐ＳＤ’２０Ｔ．邐，逡逑子子４＊２邐子柏弓邐子幀＝？！邐子岕＊５邐子楨＝７邐子幀＝８邐子逡逑邐邐邋Ｉ邐｜邐邐｜邐邐｜邐邐！邐丨邋‘邐＊邐邐｜邐邐！邐｜邐逡逑．子一．Ｍ邋＼邐／邋Ｉ邋＼逡逑Ｉ＾ｖＰＴＳ邋ＧＰ邋ＵｐＰＴＳ邐Ｄ＼ｖＰＴＳ邋ＧＰ邋ＵｐＰＴＳ逡逑圖２－２邋ＴＤＤ物理層幀結(jié)構(gòu)Ｍ逡逑ＴＤＤ的幀結(jié)構(gòu)Ｔｙｐｅ２由１０個(gè)子幀構(gòu)成。ＴＤ－ＬＴＥ既支持５ｍｓ的上下行切換逡逑周期，也支持ｌ0ｍｓ的切換周期。如果選擇的上下行切換周期為５ｍｓ模式，那么逡逑前后兩個(gè)半幀都會(huì)有特殊子幀存；如果選擇的上下行切換周期為５ｍｓ模式，那逡逑么只會(huì)有第一個(gè)半幀有特殊子幀。協(xié)議規(guī)定子幀０和子幀５以及下行導(dǎo)頻時(shí)隙逡逑（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ邋Ｐｉｌｏｔ邋ＴｉｍｅＳｌｏｔ，ＤｗＰＴＳ）只用來進(jìn)行下行傳輸，上行導(dǎo)頻時(shí)隙（Ｕｐｌｉｎｋ逡逑Ｐｉｌｏｔ邋ＴｉｍｅＳｌｏｔ，ＵｐＰＴＳ）和緊跟于特殊子頓后的子巾貞專用于上行傳輸。特殊子頓分逡逑為ＤｗＰＴＳ，保護(hù)間隔（Ｇｕａｒｄ邋Ｐｅｒｉｏｄ，邋ＧＰ），邋ＵｐＰＴＳ，這三個(gè)特殊片段的時(shí)間長(zhǎng)逡逑度是可配的

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 Carmelo De Mola;;同軸物理層:一個(gè)高成本效益、穩(wěn)健且可擴(kuò)展的物理層解決方案[J];今日電子;2017年08期

2 龍航;袁廣翔;王靜;劉元安;;物理層安全技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望[J];電信科學(xué);2011年09期

3 ;MIPS科技實(shí)現(xiàn)USB 2.0高速物理層IP[J];單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用;2009年05期

4 曹鑭;左志宏;;一種TD-SCDMA物理層測(cè)量值的采集上報(bào)方案[J];電信科學(xué);2006年07期

5 ;安捷倫科技加入新成立的一體化10 Gbit/s物理層計(jì)劃[J];電信技術(shù);2004年02期

6 ;安捷倫科技加入10Gbps物理層計(jì)劃[J];今日電子;2004年02期

7 張金玲;潘緋;張爭(zhēng)光;章露萍;文紅;;時(shí)變OFDM系統(tǒng)中基于基擴(kuò)展模型的物理層認(rèn)證[J];電子技術(shù)應(yīng)用;2016年12期

8 黃熠;;無線通信系統(tǒng)中物理層安全技術(shù)研究[J];電腦知識(shí)與技術(shù);2017年04期

9 張濤;劉樵;李暉;;多天線系統(tǒng)中物理層安全問題研究綜述[J];信息網(wǎng)絡(luò)安全;2016年05期

10 陳翔;秦浩浩;;多天線多載波系統(tǒng)物理層安全研究進(jìn)展[J];無線電通信技術(shù);2014年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 黃一平;;一種基于TD-SCDMA系統(tǒng)物理層原理的仿真實(shí)現(xiàn)[A];2009年研究生學(xué)術(shù)交流會(huì)通信與信息技術(shù)論文集[C];2009年

2 任焱鋒;;基于多天線的802．16e物理層仿真[A];2007北京地區(qū)高校研究生學(xué)術(shù)交流會(huì)通信與信息技術(shù)會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2008年

3 黃陳橫;;3GPP NB-IoT物理層關(guān)鍵技術(shù)研究[A];2016廣東通信青年論壇�？痆C];2016年

4 文琪;李樂民;;3GPP LTE物理層關(guān)鍵技術(shù)[A];四川省通信學(xué)會(huì)2007年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

5 王海;鄭旭峰;曹鋒銘;;IEEE 802．16物理層淺析[A];2005'中國(guó)通信學(xué)會(huì)無線及移動(dòng)通信委員會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

6 陸遙;馮林;張睿;;一種VDES通信終端的物理層設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];航天電子軍民融合論壇暨第十四屆學(xué)術(shù)交流會(huì)優(yōu)秀論文集（2017年）[C];2017年

7 顏偉;蔡躍明;;雙向中繼信道中物理層網(wǎng)絡(luò)編碼的漸近性能分析[A];2010年通信理論與信號(hào)處理學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

8 馮海燕;宋衛(wèi)峰;張浩;;基于OFDM物理層的電力線載波路由算法研究[A];2012電力行業(yè)信息化年會(huì)論文集[C];2012年

9 王月珍;;1xEV-DO Rev A與Rev 0的技術(shù)比較[A];廣東省通信學(xué)會(huì)2006年度學(xué)術(shù)論文集[C];2007年

10 胡應(yīng)添;廖禮宇;;LTE-Advanced pro中的NB-IoT技術(shù)研究[A];面向5G的LTE網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新研討會(huì)（2016）論文集[C];2016年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 記者 李雁爭(zhēng) 王宙潔;隔離不代表安全 物理層防御加速布局[N];上海證券報(bào);2017年

2 ;面向光網(wǎng)的10G以太網(wǎng)核心技術(shù)[N];人民郵電;2001年

3 ;TI推出物理層/鏈路控制方案[N];中國(guó)電子報(bào);2001年

4 ;泰克為SATA修訂版3.0物理層測(cè)試提供測(cè)試文檔[N];電子報(bào);2008年

5 周;泛達(dá)推出統(tǒng)一物理層基礎(chǔ)設(shè)施策略[N];電腦商報(bào);2008年

6 湯銘;泛達(dá)推出統(tǒng)一物理層基礎(chǔ)設(shè)施策略[N];計(jì)算機(jī)世界;2008年

7 羅德與施瓦茨中國(guó)有限公司產(chǎn)品支持經(jīng)理 安毅;破解WiMAX物理層測(cè)試瓶頸[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2007年

8 張彤;UPI統(tǒng)一物理層基礎(chǔ)設(shè)施[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2008年

9 ;泛達(dá)：優(yōu)化物理層基礎(chǔ)設(shè)施[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2011年

10 ;TI　PCI　Express物理層器件將實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)[N];人民郵電;2006年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 張子龍;物理層多播系統(tǒng)中多天線傳輸關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

2 王寧;基于稀疏信號(hào)處理的物理層安全機(jī)制研究[D];北京郵電大學(xué);2017年

3 姚劍萍;多跳無線網(wǎng)絡(luò)中的物理層安全技術(shù)研究[D];華南理工大學(xué);2017年

4 雷宏江;基于無線衰落信道的物理層安全性能建模與分析[D];重慶大學(xué);2015年

5 羅文宇;保障無線物理層安全的不適定理論框架和方法[D];解放軍信息工程大學(xué);2012年

6 陳濤;無線網(wǎng)絡(luò)的物理層安全問題研究[D];華南理工大學(xué);2013年

7 李為;無線協(xié)同通信資源分配和物理層安全技術(shù)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

8 陳大江;無線網(wǎng)絡(luò)物理層安全協(xié)議研究[D];電子科技大學(xué);2014年

9 都晨輝;協(xié)作網(wǎng)絡(luò)中物理層安全關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2014年

10 朱斌;多用戶無線網(wǎng)絡(luò)中的干擾對(duì)齊和物理層安全研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張慧娟;基于信道編碼的接入網(wǎng)物理層安全性研究[D];電子科技大學(xué);2018年

2 周峰宇;基于802.11p協(xié)議的物理層基帶通信系統(tǒng)研究及FPGA實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2018年

3 閆揚(yáng)揚(yáng);動(dòng)態(tài)光接入網(wǎng)物理層加密方法研究[D];電子科技大學(xué);2018年

4 吳靜海;基于博弈論的物理層安全研究[D];電子科技大學(xué);2018年

5 張茹;全雙工中繼系統(tǒng)的物理層安全技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2018年

6 李思敏;基于大規(guī)模MIMO的物理層安全技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2018年

7 姚凱;LTE物理層研究和實(shí)現(xiàn)[D];北京郵電大學(xué);2018年

8 陳子逸;基于MIMO的物理層方向調(diào)制安全研究[D];北京郵電大學(xué);2018年

9 劉尊寧;針對(duì)主動(dòng)竊聽的物理層安全研究[D];北京郵電大學(xué);2018年

10 李思;物理層安全中的時(shí)域人工噪聲技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2766764