【摘要】：近年來我國無線通信發(fā)展迅速,從2G到3G蜂窩網(wǎng)絡,同時又為了滿足下一代無線移動寬帶業(yè)務需求。從90年代開始,LTE研究項目就被3GPP (3rd Generation Partnership Project)提出了。我國在3G標準TD-SCDMA之后,緊接著又提出了擁有自主產(chǎn)權的新一代移動通信技術TD-LTE-Advanced(分時長期演進)。截止到2009年LTE商用以來,由于其頻譜配置的靈活性,使其得到了飛速的發(fā)展和廣泛的傳播,直到2013年底,中國已經(jīng)開始正式發(fā)放TD-LTE牌照。TD-LTE-Advanced已經(jīng)成為了國際電聯(lián)ITU的4G標準之一,得到了3GPP、美國和歐洲許多移動通信公司的大力支持,比如美國的芯片廠商marvell、高通,臺灣的聯(lián)發(fā)科等等。美國的ATT、日本的NTN、韓國的KT、中國移動以及愛立信、諾基亞、中興、華為等電信設備制造商以及運營商明確表示了支持TD-LTE。但是TD-LTE的基站和終端設備的研制才剛剛開始,性能的測試和驗證需要一些專有的儀器。因此我們需要對TD-LTE的測試設備的原理和關鍵技術進行研究,有助于推動這個產(chǎn)業(yè)的進步和發(fā)展,具有很強的現(xiàn)實意義。對于任何通信系統(tǒng),發(fā)射機的發(fā)射質(zhì)量好壞是整個通信系統(tǒng)的保證。EVM是評估通信發(fā)射機發(fā)射信號質(zhì)量的重要標準,一般通過在采樣符號的IQ兩個支路的采樣值來完成。在發(fā)射機中,放大器、調(diào)制器、混頻器以及功率放大器等器件的不理想都會影響EVM指標,造成發(fā)射質(zhì)量的下降,影響通信系統(tǒng)的最終性能。本文首先介紹了課題的研究背景和意義,介紹了TD-LTE系統(tǒng)的發(fā)展以及EVM的定義和目前該課題的研究狀況,以及TD-LTE系統(tǒng)的技術特點和優(yōu)勢,重點闡述了OFDM技術的基礎,特別是多載波系統(tǒng)和單載波系統(tǒng)的比較,OFDM的循環(huán)前綴等關鍵技術。分類介紹了幾種不同的物理信道以及TD-LTE系統(tǒng)的幀結構。給出了3GPP中的測試要求,從發(fā)射機的結構出發(fā),分析了在IQ調(diào)制的過程中容易出現(xiàn)的各種失配因素,包括相位失配,直流失配以及幅度失配,從數(shù)學理論的角度,分析了IQ的相位失配在QPSK下的定量影響,定量分析了功率放大器的非線性對EVM的影響；給出了時頻不同步對EVM指標的影響,研究了不同的接收機時間同步和載波同步方法。對于信道估計,比較了LS、DFT以及MMSE這三種信道估計算法的理論依據(jù)和性能曲線。針對TD-LTE下行鏈路,著重研究了物理下行共享信道(PDSCH Physical Downlink Shared Channel),結合3GPP標準規(guī)定的EVM(誤差向量幅度)值的計算方法,給出了通用的上行和下行信號EVM測試方案,詳細給出了EVM測試的接收框圖硬件結構,分析了測量誤差。最后,在MATLAB仿真環(huán)境下,在不同的信噪比,對比了不同調(diào)制方式下的EVM值,與BER進行了對比,仿真結果和理論相符合,具有一定的工程參考價值。
[Abstract]:In recent years, China's wireless communication has developed rapidly, from 2G to 3G cellular networks, and to meet the needs of the next generation of wireless mobile broadband services. Since 1990's, the research project of LTE has been put forward by 3GPP (3rd Generation Partnership Project). Following the 3G standard TD-SCDMA, a new generation of mobile communication technology TD-LTE-Advanced (time-sharing long term evolution) with independent property rights is proposed. Since the commercial use of LTE in 2009, because of the flexibility of its spectrum configuration, it has been rapidly developed and widely disseminated. Until the end of 2013, China has officially issued the TD-LTE license. TD-LTE-Advanced has become one of the 4G standards of ITU. It has strong support from 3GPP, the United States and many European mobile companies, such as marvell, Qualcomm, an American chipmaker, and MediaTek in Taiwan. Us ATT, Japan NTN, Korea KT, China Mobile and Ericsson Nokia ZTE Huawei and other telecom equipment manufacturers and operators have made clear their support for TD-LTE. But the development of TD-LTE base station and terminal equipment is just beginning. Some proprietary instruments are needed for performance test and verification. Therefore, we need to study the principle and key technology of TD-LTE test equipment, which is helpful to promote the progress and development of this industry. For any communication system, the transmitting quality of transmitter is the guarantee of the whole communication system. EVM is an important standard to evaluate the signal quality of communication transmitter. In the transmitter, the imperfect of amplifiers, modulators, mixers and power amplifiers will affect the EVM index, resulting in the deterioration of the quality of transmission and the final performance of the communication system. This paper first introduces the research background and significance of the subject, introduces the development of TD-LTE system, the definition of EVM and the current research status of the subject, and the technical characteristics and advantages of TD-LTE system, and emphasizes on the basis of OFDM technology. Especially the comparison between multi-carrier system and single-carrier system, such as cyclic prefix of OFDM and so on. Several different physical channels and frame structure of TD-LTE system are introduced in this paper. The test requirements in 3GPP are given. Starting from the structure of transmitter, various mismatch factors, including phase mismatch, DC mismatch and amplitude mismatch, are analyzed in the process of IQ modulation. The quantitative effect of phase mismatch of IQ on QPSK is analyzed, the influence of nonlinear power amplifier on EVM is quantitatively analyzed, the influence of time-frequency nonsynchronization on EVM index is given, and different methods of receiver time synchronization and carrier synchronization are studied. For channel estimation, the theoretical basis and performance curve of three channel estimation algorithms, LS,DFT and MMSE, are compared. Aiming at the downlink of TD-LTE, the calculation method of (PDSCH Physical Downlink Shared Channel), (error vector amplitude) of physical downlink shared channel combined with EVM (error vector amplitude) specified by 3GPP standard is studied emphatically, and a general EVM test scheme for uplink and downlink signals is given. The hardware structure of receiving block diagram of EVM test is given in detail, and the measurement error is analyzed. Finally, in the MATLAB simulation environment, under different SNR, the EVM values of different modulation modes are compared and compared with BER. The simulation results are consistent with the theory, and have certain engineering reference value.
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN929.5

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本文編號：2250924