本文關(guān)鍵詞：基于軟件無線電的免授權(quán)頻段LTE測試平臺設(shè)計與開發(fā)

  更多相關(guān)文章： 軟件無線電 GNU Radio USRP 免授權(quán)頻段LTE 同步算法

【摘要】：隨著移動網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)目的持續(xù)增長,以及用戶個人流量需求的不斷提升,越來越多的運營商面臨著井噴式流量需求帶來的挑戰(zhàn)。雖然目前授權(quán)頻段的蜂窩系統(tǒng)具有較高的頻譜效率,但是授權(quán)頻譜資源的稀缺性使得蜂窩系統(tǒng)對額外的頻譜資源具有迫切的需求。因此,將LTE擴(kuò)展到大量未充分使用的免授權(quán)頻段已成為未來發(fā)展的趨勢。然而LTE技術(shù)欲使用的5GHz頻段廣泛部署了Wi-Fi等系統(tǒng),如何避免相互干擾是將LTE擴(kuò)展到免授權(quán)頻段的重要前提。針對目前采用計算機(jī)軟件仿真以及純數(shù)學(xué)理論建模分析方式造成評估結(jié)果不精確、實時性不高以及信道環(huán)境不真實等問題,本文擬開發(fā)一套軟件無線電新技術(shù)實時測試平臺,用于在真實無線環(huán)境中實時評估和測試免授權(quán)頻段LTE與Wi-Fi干擾協(xié)調(diào)技術(shù)的性能。本文首先結(jié)合對不同接入技術(shù)進(jìn)行共存機(jī)制評估的需求,探索了一種測試和評估無線通信新技術(shù)的新方法,提出了一套基于GNU Radio和USRP的軟件無線電測試平臺方案。相對于傳統(tǒng)研究方法,以軟件無線電方式搭建的測試平臺具有實現(xiàn)方式靈活,結(jié)構(gòu)通用,便于改進(jìn)及擴(kuò)展等優(yōu)點,更適用于測試和驗證不斷發(fā)展變化的無線通信技術(shù)。其次,結(jié)合軟件無線電模塊化編程思想,詳細(xì)分析了測試平臺各個模塊的工作原理以及設(shè)計思路。設(shè)計了一套基于GNU Radio的接收機(jī)同步捕獲機(jī)制和同步跟蹤機(jī)制,實現(xiàn)了基于小區(qū)參考信號的信道估計算法,并完成了測試平臺圖形化界面的開發(fā)。最后,基于所開發(fā)的測試平臺實現(xiàn)了基于小區(qū)ON/OFF共存算法。設(shè)計了典型的性能評估測試場景,完成了測試平臺單系統(tǒng)的性能評估和免授權(quán)頻段LTE與Wi-Fi共存的性能測試。測試結(jié)果表明測試平臺可以穩(wěn)定工作于免授權(quán)頻段,可作為免授權(quán)頻段LTE與Wi-Fi共存測試平臺,所實現(xiàn)的基于小區(qū)ON/OFF共存算法測試結(jié)果符合理論預(yù)期,達(dá)到了預(yù)期目的。本文的研究工作,為在真實信道環(huán)境下研究和驗證免授權(quán)頻段LTE技術(shù)提供了一套基礎(chǔ)平臺。
【關(guān)鍵詞】：軟件無線電 GNU Radio USRP 免授權(quán)頻段LTE 同步算法
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.5
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 課題來源9
• 1.2 課題研究背景、目的及意義9-15
• 1.2.1 課題研究背景9-14
• 1.2.2 課題研究目的及意義14-15
• 1.3 相關(guān)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 本文主要工作及內(nèi)容結(jié)構(gòu)17-18
• 1.5 本章小結(jié)18-19
• 2 軟件無線電技術(shù)研究19-29
• 2.1 軟件無線電概述19-22
• 2.1.1 軟件無線電的產(chǎn)生19
• 2.1.2 軟件無線電的發(fā)展19-20
• 2.1.3 軟件無線電原理20-22
• 2.2 GNU Radio開發(fā)環(huán)境22-26
• 2.2.1 GNU Radio簡介22
• 2.2.2 GNU Radio程序結(jié)構(gòu)22-23
• 2.2.3 Python自定義模塊23-24
• 2.2.4 C++自定義模塊24-26
• 2.3 通用軟件無線電外設(shè)USRP26-27
• 2.3.1 USRP簡介26
• 2.3.2 USRP工作原理26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-29
• 3 LTE-U測試平臺關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計29-53
• 3.1 平臺整體架構(gòu)設(shè)計29-31
• 3.2 基于事件驅(qū)動的收發(fā)端程序設(shè)計31-32
• 3.3 發(fā)送端關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計32-39
• 3.3.1 發(fā)送端資源調(diào)度機(jī)制32-33
• 3.3.2 控制信道設(shè)計33-35
• 3.3.3 MAC頭設(shè)計35-36
• 3.3.4 發(fā)送端幀映射36-37
• 3.3.5 DRS信號實現(xiàn)37-39
• 3.3.6 OFDM符號的生成39
• 3.4 接收端同步捕獲算法設(shè)計39-47
• 3.4.1 基于CP的定時同步40-43
• 3.4.2 基于PSS的定時同步43-46
• 3.4.3 基于SSS的定時同步46-47
• 3.5 接收端同步跟蹤算法設(shè)計47-49
• 3.5.1 定時誤差跟蹤47-49
• 3.5.2 頻偏誤差跟蹤49
• 3.6 接收端基于CRS的信道估計49-51
• 3.7 本章小結(jié)51-53
• 4 LTE-U測試平臺實現(xiàn)53-59
• 4.1 平臺系統(tǒng)參數(shù)53
• 4.2 通信信號處理模塊實現(xiàn)53-54
• 4.3 圖形化界面開發(fā)54-55
• 4.4 GNU Radio與USRP平臺搭建55-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 5 性能測試及結(jié)果分析59-71
• 5.1 共存算法設(shè)計59-60
• 5.2 測試場景設(shè)計60-62
• 5.2.1 LTE-U單系統(tǒng)性能測試60-61
• 5.2.2 LTE-U全ON狀態(tài)與Wi-Fi共存性能測試61
• 5.2.3 LTE-U靜態(tài)ON/OFF機(jī)制與Wi-Fi共存性能測試61-62
• 5.3 測試與結(jié)果分析62-69
• 5.3.1 系統(tǒng)參數(shù)配置62-63
• 5.3.2 功率校正63-64
• 5.3.3 單系統(tǒng)性能評估64-65
• 5.3.4 LTE-U與Wi-Fi共存性能評估65-69
• 5.4 本章小結(jié)69-71
• 6 總結(jié)與展望71-73
• 6.1 總結(jié)71
• 6.2 展望71-73
• 致謝73-75
• 參考文獻(xiàn)75-81
• 附錄81
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄81
• B. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的專利81
• C. 作者在攻讀學(xué)位期間參與的研究項目81

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