LTE-A作為當(dāng)前移動通信技術(shù)的主流,為用戶提供了豐富的多媒體業(yè)務(wù)體驗,但隨著數(shù)據(jù)量的爆發(fā)式增長,使得網(wǎng)絡(luò)問題變得復(fù)雜多變。運(yùn)營商需要通過空口監(jiān)測分析儀對LTE-A網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實時監(jiān)測,實現(xiàn)故障的準(zhǔn)確定位、用戶數(shù)據(jù)統(tǒng)計以及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,從而達(dá)到提升用戶體驗的目的,因此對LTE-A空口監(jiān)測分析儀的研發(fā)顯得尤為重要。本文依托于國家科技重大專項“新一代寬帶無線移動通信網(wǎng)”,結(jié)合LTE-A系統(tǒng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)有信道估計算法,設(shè)計出符合課題需求的下行信道估計方案,對其進(jìn)行FPGA設(shè)計與實現(xiàn),并完成測試。主要的工作內(nèi)容如下:1.對LTE-A系統(tǒng)物理層進(jìn)行研究,并基于LTE-A空口監(jiān)測分析儀的需求分析,設(shè)計LTE-A空口監(jiān)測分析儀的整體架構(gòu)及下行基帶處理流程。2.針對下行信道估計算法進(jìn)行研究及方案設(shè)計。首先對LTE-A下行信道估計流程進(jìn)行設(shè)計,然后綜合考慮系統(tǒng)性能和實現(xiàn)復(fù)雜度,設(shè)計出LTE-A空口監(jiān)測分析儀下行鏈路信道估計模塊的實現(xiàn)方案,即參考信號位置處采用LS算法,數(shù)據(jù)位置處采用基于SNR估計的頻域LMMSE滑動插值算法與時域線性插值算法。3.基于所提方案,進(jìn)行下行信道估計模塊的FPGA設(shè)計。按照自頂向下和模塊化的思想設(shè)計下行信道估計的頂層模塊和各個子功能模塊,其中頻域插值模塊采用12路流水線方式提升運(yùn)算速率,時域插值模塊通過與頻域插值模塊并行流水線處理以降低時延,并選取Xilinx的XC7Z100-2FFG900I芯片,采用Verilog硬件描述語言對下行信道估計模塊完成FPGA實現(xiàn)。4.對下行信道估計模塊進(jìn)行測試。首先利用ModelSim進(jìn)行邏輯仿真并驗證信道估計方案的正確性;然后從資源占用和時間消耗維度出發(fā),測試分析信道估計方案的性能;最后將信道估計模塊運(yùn)用到LTE-A空口監(jiān)測分析儀中進(jìn)行集成測試。結(jié)果表明,在最大帶寬20MHz的情況下,本文提出的下行信道估計方案完成一個子幀信道估計所消耗總時間為0.708ms,可以滿足系統(tǒng)實時性的要求,且設(shè)計方案對芯片各項資源的占用率均在10%以下,滿足應(yīng)用需求。
【學(xué)位單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN929.5
【部分圖文】：

圖 5.2 CRS 生成整體仿真圖圖 5.3 CRS 生成局部仿真圖圖 5.2 和圖 5.3 分別為 CRS 生成的整體仿真圖和局部仿真圖。由圖可知，當(dāng)信號生成就緒標(biāo)志 local_rs_tready 被置為高電平時，開始生成 CRS。當(dāng)輸出數(shù)據(jù)有效指示信號 local_rs_tvalid 被置為高電平時，輸出 CRS 生成數(shù)據(jù) local_rs_tdata[31:0]，其中高 16 位是本地參考信號的虛部數(shù)據(jù) local_rs_tdata_Im[15:0]，低 16 位是本地

54圖 5.3 CRS 生成局部仿真圖圖 5.2 和圖 5.3 分別為 CRS 生成的整體仿真圖和局部仿真圖。由圖可知，當(dāng)信號生成就緒標(biāo)志 local_rs_tready 被置為高電平時，開始生成 CRS。當(dāng)輸出數(shù)據(jù)有效指示信號 local_rs_tvalid 被置為高電平時，輸出 CRS 生成數(shù)據(jù) local_rs_tdata[31:0]，其中高 16 位是本地參考信號的虛部數(shù)據(jù) local_rs_tdata_Im[15:0]，低 16 位是本地參考信號的實部數(shù)據(jù) local_rs_tdata_Re[15:0]。由圖 5.3 可知，參考信號實部與虛部數(shù)據(jù)的絕對值均為 16'd23170 即1/ 2 的 Q15 定點數(shù)，與 3.2 節(jié)理論 CRS 序列數(shù)據(jù)相同，仿真結(jié)果和預(yù)期一致，進(jìn)而驗證了結(jié)果的正確性。

圖 5.4 CRS 提取整體仿真圖圖 5.5 CRS 提取局部仿真圖圖 5.4 和圖 5.5 分別為 CRS 提取的整體仿真圖和局部仿真圖。由圖 5.4 可知，
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本文編號：2838144