本文關(guān)鍵詞：TD-LTE小基站下行MIMO與資源映射研究及實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：長(zhǎng)期演進(jìn)(Long Term Evolution, LTE)是時(shí)下最主流的移動(dòng)通信技術(shù)之一,采用多輸入多輸出(Multiple In Multiple Out, MIMO)和正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技術(shù),能達(dá)到數(shù)據(jù)高速傳輸和頻譜高效利用的目的。目前,由于移動(dòng)用戶密度越來(lái)越高,數(shù)據(jù)流量呈指數(shù)增長(zhǎng),LTE基站小型化成為了新的研究熱點(diǎn),而超大規(guī)模集成電路(Very Large Scale Integration, VLSI)為小基站的實(shí)現(xiàn)提供了可行的解決思路。本文研究了小基站發(fā)射端中實(shí)現(xiàn)MIMO技術(shù)的基帶模塊——層映射、預(yù)編碼及OFDM技術(shù)的基礎(chǔ)模塊——資源映射,并進(jìn)行了VLSI設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(Field-Programmable Gate Array, FPGA)的實(shí)現(xiàn)。主要貢獻(xiàn)包括：(1)分析LTE系統(tǒng)協(xié)議,并深入研究了物理層協(xié)議的實(shí)現(xiàn),在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出層映射、預(yù)編碼及資源映射模塊的硬件實(shí)現(xiàn)架構(gòu),并給出了下行物理信道及信號(hào)的資源映射順序；(2)針對(duì)物理下行共享信道(Physical Downlink Share Channel, PDSCH)與其他信道及信號(hào)資源分配沖突的問(wèn)題,從映射分類,分級(jí)跳轉(zhuǎn)條件及分級(jí)跳轉(zhuǎn)處理等三方面提出了系統(tǒng)化的避讓機(jī)制,另外,通過(guò)對(duì)位圖進(jìn)行參數(shù)提取,并復(fù)用存儲(chǔ)器、共用映射邏輯,設(shè)計(jì)出了一種高效的、支持三種資源分配類型、支持LTE所有系統(tǒng)帶寬配置的PDSCH資源映射架構(gòu)；(3)在擴(kuò)展物理下行控制信道(Physical Downlink Share Channel, PDCCH)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn),協(xié)議中描述的映射邏輯并不適合硬件實(shí)現(xiàn),為此設(shè)計(jì)了更適合的映射邏輯,并且支持三種控制格式指示(Control Format Indicator, CFI)配置;(4)提出一種新型的預(yù)編碼處理方法,即將輸入數(shù)據(jù)與預(yù)編碼矩陣相乘的操作改為對(duì)輸入數(shù)據(jù)移位趨近,在保證數(shù)據(jù)精度的前提下,達(dá)到避免使用乘法器的目的;(5)將模塊單獨(dú)進(jìn)行Modelsim仿真及FPGA綜合后,再應(yīng)用到整體下行發(fā)射機(jī)中進(jìn)行系統(tǒng)仿真及綜合,分別驗(yàn)證了模塊具有時(shí)延極小、資源開(kāi)銷(xiāo)小、復(fù)雜度低的性能優(yōu)勢(shì)和完善的功能。
【關(guān)鍵詞】：TD-LTE FPGA 下行物理層 MIMO 資源映射
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN929.5;TN919.3
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-13
• 1 引言13-17
• 1.1 研究背景及意義13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展14-15
• 1.2.1 TD-LTE小基站14
• 1.2.2 MIMO及OFDM實(shí)現(xiàn)14-15
• 1.3 論文創(chuàng)新點(diǎn)及篇章安排15-17
• 1.3.1 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)15-16
• 1.3.2 篇章安排16-17
• 2 TD-LTE下行物理鏈路概述17-28
• 2.1 TD-LTE無(wú)線幀資源17-21
• 2.1.1 幀結(jié)構(gòu)17-19
• 2.1.2 資源調(diào)度單位19-21
• 2.2 TD-LTE下行物理信道及信號(hào)21-22
• 2.2.1 下行物理信道21-22
• 2.2.2 下行物理信號(hào)22
• 2.3 TD-LTE下行物理信道的一般處理結(jié)構(gòu)22-23
• 2.4 MIMO技術(shù)概述23-27
• 2.4.1 MIMO系統(tǒng)模型23-25
• 2.4.2 預(yù)編碼方式25-27
• 2.5 本章小節(jié)27-28
• 3 MIMO模塊的研究及實(shí)現(xiàn)28-39
• 3.1 層映射模塊研究及實(shí)現(xiàn)28-31
• 3.1.1 單天線模式28
• 3.1.2 發(fā)射分集模式28-29
• 3.1.3 空分復(fù)用模式29-30
• 3.1.4 層映射的實(shí)現(xiàn)30-31
• 3.2 預(yù)編碼模塊研究及實(shí)現(xiàn)31-38
• 3.2.1 單天線模式31
• 3.2.2 發(fā)射分集模式31-32
• 3.2.3 空分復(fù)用模式32-34
• 3.2.4 預(yù)編碼的實(shí)現(xiàn)34-38
• 3.2.5 改進(jìn)的預(yù)編碼實(shí)現(xiàn)38
• 3.3 本章小節(jié)38-39
• 4 資源映射模塊的研究及實(shí)現(xiàn)39-68
• 4.1 資源映射整體實(shí)現(xiàn)39-42
• 4.1.1 設(shè)計(jì)需求39
• 4.1.2 整體架構(gòu)39-41
• 4.1.3 映射間的制約關(guān)系41-42
• 4.2 小區(qū)專用參考信號(hào)42-45
• 4.2.1 映射算法42-45
• 4.2.2 寫(xiě)地址模塊實(shí)現(xiàn)45
• 4.3 主/輔同步信號(hào)45-46
• 4.3.1 映射算法45-46
• 4.3.2 寫(xiě)地址模塊實(shí)現(xiàn)46
• 4.4 物理廣播信道46-48
• 4.4.1 映射算法46-47
• 4.4.2 寫(xiě)地址模塊實(shí)現(xiàn)47-48
• 4.5 物理控制格式指示信道48-49
• 4.5.1 映射算法48-49
• 4.5.2 寫(xiě)地址模塊實(shí)現(xiàn)49
• 4.6 物理混合重傳指示信道信道49-52
• 4.6.1 映射算法49-51
• 4.6.2 寫(xiě)地址模塊實(shí)現(xiàn)51-52
• 4.7 物理下行控制信道52-56
• 4.7.1 交織和循環(huán)移位52-53
• 4.7.2 協(xié)議中的映射算法53
• 4.7.3 提出的映射算法53-54
• 4.7.4 寫(xiě)地址模塊實(shí)現(xiàn)54-56
• 4.8 物理下行共享信道56-66
• 4.8.1 資源分配類型及映射準(zhǔn)則56-59
• 4.8.2 提出的位圖參數(shù)預(yù)處理方法59-64
• 4.8.3 設(shè)計(jì)的避讓機(jī)制64-66
• 4.9 本章小節(jié)66-68
• 5 模塊驗(yàn)證及系統(tǒng)驗(yàn)證68-76
• 5.1 MIMO模塊驗(yàn)證68-69
• 5.2 資源映射模塊驗(yàn)證69
• 5.3 下行發(fā)射機(jī)系統(tǒng)驗(yàn)證69-75
• 5.3.1 系統(tǒng)硬件測(cè)試環(huán)境69-70
• 5.3.2 系統(tǒng)綜合結(jié)果70-71
• 5.3.3 QPSK調(diào)制71-73
• 5.3.4 16QAM調(diào)制73-74
• 5.3.5 64QAM調(diào)制74-75
• 5.4 本章小節(jié)75-76
• 6 總結(jié)與展望76-78
• 6.1 總結(jié)76
• 6.2 展望76-78
• 參考文獻(xiàn)78-81
• 作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果81-83
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集83

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