本文關(guān)鍵詞： LTE-A 下行鏈路 信道編碼 多核DSP 基帶芯片 物理層控制系統(tǒng)　出處：《蘭州理工大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：LTE(Long Term Evolution)是ITU-R(ITU Radiocommunication Sector,國際電信聯(lián)盟-無線電通信部門)指定的第四代移動通信技術(shù)之一,LTE的升級演進版本LTE-Advanced滿足IMT-Advanced規(guī)范規(guī)定的靜態(tài)傳輸速率1Gbps、高速移動狀態(tài)下100Mbps的技術(shù)指標。LTE/LTE-A作為全球運營商部署最多和最為廣泛的移動網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),在未來具有無限的技術(shù)潛力。放眼全球,各國之間的LTE專利之爭、技術(shù)競賽以及利益博弈的帷幕也正在展開。本文基于此背景展開工作。首先對本文所研究的對象——LTE下行鏈路進行技術(shù)分析,詳述了LTE網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的架構(gòu),并從控制面和用戶面的角度分析了LTE網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧架構(gòu)。接著分析了LTE下行鏈路的信道結(jié)構(gòu)以及物理信道和傳輸信道的映射關(guān)系。之后詳述了LTE的重要基礎(chǔ)——幀結(jié)構(gòu)和資源塊。根據(jù)LTE下行鏈路處理機制,分析了LTE的信號編碼技術(shù)并設(shè)計了相關(guān)模塊的程序流程。在LTE的協(xié)議棧中物理層向高層提供傳輸服務,所以本文設(shè)計了物理層與高層的協(xié)議棧傳輸機制,以保證消息傳輸機制高效可靠。作為UE計入LTE系統(tǒng)的第一步,文中描述了小區(qū)搜索的相關(guān)機制,并設(shè)計了其狀態(tài)轉(zhuǎn)換機制,接著對LTE-A的關(guān)鍵特性載波聚合技術(shù)進行了分析。其次,在移動通信的升級換代中,基站的升級部署最為耗費人力物力,基帶芯片作為物理層功能的核心部件,其采用定制的專用集成電路(ASIC)實現(xiàn)已不能解決隨著LTE標準的升級而靈活升級的大難題,因此高性能多核DSP方案的可升級和靈活擴展特性解決了此難題。本文基于中國科學院計算技術(shù)研究所自研基帶芯片進行后續(xù)的工程實現(xiàn),首先介紹了基帶芯片架構(gòu)和基帶板框架結(jié)構(gòu),接著設(shè)計了物理層控制系統(tǒng)的狀態(tài)機、DSP核交互機制、基帶數(shù)據(jù)流。通過分析兩種調(diào)度方案后的區(qū)別后選擇靜態(tài)調(diào)度方案。根據(jù)雙主控特性,設(shè)計了物理層控制系統(tǒng)的任務配置及任務流水,最后詳述了軟件編程框架。最后,從VCS工具仿真驗證和平臺驗證兩方面出發(fā),對本系統(tǒng)所做的工作進行綜合性的驗證,接著對系統(tǒng)的性能進行了評估。結(jié)果表明,整個系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠。通過基帶控制系統(tǒng)對內(nèi)部執(zhí)行單元和資源的合理調(diào)度,提升了多核DSP的多任務處理效率,充分發(fā)揮了基帶芯片的性能,完成了初始的系統(tǒng)設(shè)計的實現(xiàn)。
[Abstract]:LTE (Long Term Evolution) is ITU-R (ITU Radiocommunication Sector, the International Telecommunication Union radio communications sector) is one of the fourth generation mobile communication technology is specified, LTE-Advanced LTE version upgrade evolution of the static transmission rate of the 1Gbps IMT-Advanced specification, technical index of.LTE/LTE-A 100Mbps high-speed mobile state as the world's largest and most for operators to deploy mobile network system widely, has unlimited potential in the future. Looking at the world, LTE patent dispute between countries, technology competition and the interests of the game is also in the curtain. Based on this background. Firstly, the research object of this article -- technology analysis of LTE downlink, describes the LTE network system from the angle of architecture, and the control plane and the user plane analysis of the LTE network protocol stack architecture. Then analyzes the LTE downlink channel The structure and the mapping between the physical channel and transmission channel. Then describes the important frame structure and resource block based LTE. According to the LTE downlink processing mechanism, analyzed the signal encoding technology of LTE and the design of program modules. The LTE protocol stack in the physical layer to the top to provide transmission services, so this paper design the transmission mechanism of the physical layer and protocol stack level, to ensure the efficient and reliable message transmission mechanism. The first step is included in the UE LTE system, this paper describes the mechanism of cell search, and design the state transition mechanism, then the key characteristics of LTE-A carrier aggregation technology is analyzed. Secondly, in the mobile communication the upgrade, the most cost manpower for the upgrade of base station deployment, the core components of the baseband chip as the physical layer function, which uses special custom integrated circuit (ASIC) has been implemented Can not solve the problem with the LTE standard upgrade and flexible upgrade, so the high performance multi-core DSP scheme is scalable and flexible extensions to solve this problem. In this paper, Institute of computing technology research since the baseband chip to implement the follow-up project based on China academy, first introduced the baseband chip architecture and board structure then, the design of the physical layer control system of state machine, DSP nuclear interaction mechanism, baseband data stream. By analyzing the differences between the two scheduling scheme after the selection of static scheduling scheme. According to the two main control characteristics, task allocation and task flow design of the physical layer control system, finally describes the software programming framework finally. VCS, from the tools of simulation and verification platform of the two aspects of the comprehensive verification of the system work, and then evaluate the performance of the system. The results show that the whole system The work is stable and reliable. The reasonable operation of the internal execution units and resources through the baseband control system improves the multi-task processing efficiency of multi-core DSP, and makes full use of the performance of the baseband chip, and completes the initial system design.

【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.5

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本文編號：1507706