本文關(guān)鍵詞：基于GNU Radio平臺的LTE系統(tǒng)HARQ設(shè)計與實現(xiàn)

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【摘要】：近年來,移動通信行業(yè)發(fā)展迅猛,LTE由于具有高速率、寬頻譜、低時延等優(yōu)點,得到了廣泛應(yīng)用�；旌献詣诱埱笾貍鲄f(xié)議HARQ作為高可靠性傳輸?shù)挠行ПＵ霞夹g(shù),被列為了LTE的關(guān)鍵技術(shù)之一。本論文基于GNU Radio/USRP軟硬件平臺設(shè)計并實現(xiàn)了LTE系統(tǒng)中的HARQ功能。本論文首先闡述了LTE的雙工方式、幀結(jié)構(gòu)等,然后討論了LTE中常用的差錯控制技術(shù)自動請求重傳ARQ、前向糾錯編碼FEC以及這兩種技術(shù)相融合的HARQ。其次,分別給出了LTE上下行鏈路方向上的HARQ設(shè)計方案。具體來說,在MAC層有HARQ實體控制的HARQ進(jìn)程,資源授權(quán)、重傳的執(zhí)行以及對反饋信號的處理實際上由HARQ進(jìn)程負(fù)責(zé)完成,該進(jìn)程會根據(jù)反饋信號決定是否重傳數(shù)據(jù)、是否清空緩存的調(diào)度信息和數(shù)據(jù)等;在物理層,根據(jù)LTE標(biāo)準(zhǔn),由PHICH信道承載上行反饋信號,PUSCH/PUCCH信道承載下行反饋信號;當(dāng)物理層譯碼錯誤時,開辟緩存區(qū)保存譯碼錯誤的子幀數(shù)據(jù),以便與重傳子幀合并。然后,使用C++在GNU Radio軟件平臺上實現(xiàn)了HARQ功能,重點完成以下內(nèi)容:第一、分析了HARQ運行時序,并設(shè)置時間裕值來吸收GNU Radio軟件運行中的時間抖動,以便HARQ可以長時間穩(wěn)定運行;第二、HARQ實體根據(jù)子幀號將授權(quán)信息、數(shù)據(jù)等交給相應(yīng)的HARQ進(jìn)程,由該進(jìn)程依據(jù)重傳次數(shù)和反饋信號向物理層遞交冗余版本、調(diào)度等信息;第三、依據(jù)LTE標(biāo)準(zhǔn),對上下行反饋信道采用不同的編碼、調(diào)制等方式處理后,映射在相應(yīng)的時頻資源位置上;接收端在物理層通過解調(diào)、譯碼等操作將反饋信號遞交給MAC層;第四、在物理層上采用IR合并方式對錯誤數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存合并,以便增加數(shù)據(jù)信息冗余量,減少重傳次數(shù),降低系統(tǒng)誤碼率。最后,在GNU Radio/USRP軟硬件平臺上,測試了本論文實現(xiàn)的HARQ,測試內(nèi)容主要包括:1)HARQ合并性能,仿真結(jié)果表明,相同信噪比下,有HARQ合并的重傳次數(shù)明顯小于無合并的情況,在QPSK調(diào)制方式中,當(dāng)信噪比為1dB時,重傳次數(shù)降低了約51.3%。2)高斯白噪聲仿真信道下,無HARQ合并時誤包率約為10.56%,有HARQ合并時誤包率約為2.69%,明顯小于無HARQ合并的情況;在3dB信噪比時,重傳可能超過兩次,而在4dB時,基本上重傳兩次就可以解碼正確。3)多徑仿真信道下,隨著多徑的減少,HARQ誤包率也隨之減少,,在七徑萊斯信道下,誤包率為0.3814%,而在兩徑萊斯信道下,HARQ誤包率約為0.0394%。4)室內(nèi)無線傳輸環(huán)境下的實測結(jié)果表明,HARQ可以正確實現(xiàn)反饋、重傳與合并功能。
【關(guān)鍵詞】：LTE HARQ MAC層 物理層
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號對照表11-12
• 縮略語對照表12-16
• 第一章 緒論16-20
• 1.1 研究背景16
• 1.2 技術(shù)平臺16-19
• 1.2.1 GNU Radio平臺16-17
• 1.2.2 USRP設(shè)備17-19
• 1.3 論文工作及內(nèi)容安排19-20
• 第二章 LTE系統(tǒng)中HARQ技術(shù)原理概述20-34
• 2.1 LTE雙工方式20
• 2.2 LTE幀結(jié)構(gòu)20-22
• 2.3 下行物理信道22-23
• 2.4 上行物理信道23-24
• 2.5 差錯控制技術(shù)24-27
• 2.5.1 自動請求重傳ARQ24-25
• 2.5.2 前向糾錯編碼FEC25-27
• 2.5.3 HARQ27
• 2.6 HARQ基本類型27-30
• 2.6.1 HARQ-Ⅰ28
• 2.6.2 HARQ-Ⅱ28-29
• 2.6.3 HARQ-Ⅲ29-30
• 2.7 HARQ重傳合并技術(shù)30-32
• 2.7.1 Chase合并技術(shù)30-31
• 2.7.2 IR合并31-32
• 2.8 HARQ進(jìn)程32-34
• 第三章 GNU Radio平臺下的HARQ設(shè)計34-46
• 3.1 總體設(shè)計34-36
• 3.2 上行HARQ設(shè)計36-41
• 3.2.1 上行HARQ收發(fā)流程36-37
• 3.2.2 上行授權(quán)的獲得37-38
• 3.2.3 上行HARQ發(fā)送端設(shè)計38-39
• 3.2.4 上行HARQ接收端設(shè)計39-41
• 3.3 下行HARQ設(shè)計41-44
• 3.3.1 下行HARQ收發(fā)流程41
• 3.3.2 下行HARQ發(fā)送端設(shè)計41-43
• 3.3.3 下行HARQ接收端設(shè)計43-44
• 3.4 本章小結(jié)44-46
• 第四章 HARQ的MAC層與物理層實現(xiàn)46-66
• 4.1 上下行HARQ時序46-48
• 4.2 上行HARQ實現(xiàn)48-53
• 4.2.1 上行HARQ MAC層實現(xiàn)48-50
• 4.2.2 上行HARQ物理層實現(xiàn)50-53
• 4.3 下行HARQ實現(xiàn)53-60
• 4.3.1 下行HARQ MAC層實現(xiàn)53-54
• 4.3.2 下行HARQ物理層實現(xiàn)54-60
• 4.4 HARQ合并60-63
• 4.5 建立上行HARQ鏈路過程63
• 4.6 建立下行HARQ鏈路過程63-64
• 4.7 本章小結(jié)64-66
• 第五章 HARQ測試66-76
• 5.1 測試環(huán)境參數(shù)66
• 5.2 HARQ重傳合并性能仿真驗證66-68
• 5.3 高斯白噪聲仿真信道下HARQ測試結(jié)果68-71
• 5.4 多徑仿真信道下HARQ測試結(jié)果71-73
• 5.5 實際無線信道下HARQ測試結(jié)果73-76
• 第六章 總結(jié)與展望76-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 致謝82-84
• 作者簡介84-85

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