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

【摘要】：長期演進(Long Term Evolution, LTE)是時下最主流的移動通信技術之一,采用多輸入多輸出(Multiple In Multiple Out, MIMO)和正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技術,能達到數(shù)據(jù)高速傳輸和頻譜高效利用的目的。目前,由于移動用戶密度越來越高,數(shù)據(jù)流量呈指數(shù)增長,LTE基站小型化成為了新的研究熱點,而超大規(guī)模集成電路(Very Large Scale Integration, VLSI)為小基站的實現(xiàn)提供了可行的解決思路。本文研究了小基站發(fā)射端中實現(xiàn)MIMO技術的基帶模塊——層映射、預編碼及OFDM技術的基礎模塊——資源映射,并進行了VLSI設計及現(xiàn)場可編程門陣列(Field-Programmable Gate Array, FPGA)的實現(xiàn)。主要貢獻包括：(1)分析LTE系統(tǒng)協(xié)議,并深入研究了物理層協(xié)議的實現(xiàn),在此基礎上設計出層映射、預編碼及資源映射模塊的硬件實現(xiàn)架構,并給出了下行物理信道及信號的資源映射順序；(2)針對物理下行共享信道(Physical Downlink Share Channel, PDSCH)與其他信道及信號資源分配沖突的問題,從映射分類,分級跳轉(zhuǎn)條件及分級跳轉(zhuǎn)處理等三方面提出了系統(tǒng)化的避讓機制,另外,通過對位圖進行參數(shù)提取,并復用存儲器、共用映射邏輯,設計出了一種高效的、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；(3)在擴展物理下行控制信道(Physical Downlink Share Channel, PDCCH)的過程中發(fā)現(xiàn),協(xié)議中描述的映射邏輯并不適合硬件實現(xiàn),為此設計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)提出一種新型的預編碼處理方法,即將輸入數(shù)據(jù)與預編碼矩陣相乘的操作改為對輸入數(shù)據(jù)移位趨近,在保證數(shù)據(jù)精度的前提下,達到避免使用乘法器的目的;(5)將模塊單獨進行Modelsim仿真及FPGA綜合后,再應用到整體下行發(fā)射機中進行系統(tǒng)仿真及綜合,分別驗證了模塊具有時延極小、資源開銷小、復雜度低的性能優(yōu)勢和完善的功能。
【關鍵詞】：TD-LTE FPGA 下行物理層 MIMO 資源映射
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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 國內(nèi)外研究進展14-15
• 1.2.1 TD-LTE小基站14
• 1.2.2 MIMO及OFDM實現(xiàn)14-15
• 1.3 論文創(chuàng)新點及篇章安排15-17
• 1.3.1 主要創(chuàng)新點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無線幀資源17-21
• 2.1.1 幀結構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21-22
• 2.2.1 下行物理信道21-22
• 2.2.2 下行物理信號22
• 2.3 TD-LTE下行物理信道的一般處理結構22-23
• 2.4 MIMO技術概述23-27
• 2.4.1 MIMO系統(tǒng)模型23-25
• 2.4.2 預編碼方式25-27
• 2.5 本章小節(jié)27-28
• 3 MIMO模塊的研究及實現(xiàn)28-39
• 3.1 層映射模塊研究及實現(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 空分復用模式29-30
• 3.1.4 層映射的實現(xiàn)30-31
• 3.2 預編碼模塊研究及實現(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 空分復用模式32-34
• 3.2.4 預編碼的實現(xiàn)34-38
• 3.2.5 改進的預編碼實現(xiàn)38
• 3.3 本章小節(jié)38-39
• 4 資源映射模塊的研究及實現(xiàn)39-68
• 4.1 資源映射整體實現(xiàn)39-42
• 4.1.1 設計需求39
• 4.1.2 整體架構39-41
• 4.1.3 映射間的制約關系41-42
• 4.2 小區(qū)專用參考信號42-45
• 4.2.1 映射算法42-45
• 4.2.2 寫地址模塊實現(xiàn)45
• 4.3 主/輔同步信號45-46
• 4.3.1 映射算法45-46
• 4.3.2 寫地址模塊實現(xiàn)46
• 4.4 物理廣播信道46-48
• 4.4.1 映射算法46-47
• 4.4.2 寫地址模塊實現(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 寫地址模塊實現(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 寫地址模塊實現(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 寫地址模塊實現(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則56-59
• 4.8.2 提出的位圖參數(shù)預處理方法59-64
• 4.8.3 設計的避讓機制64-66
• 4.9 本章小節(jié)66-68
• 5 模塊驗證及系統(tǒng)驗證68-76
• 5.1 MIMO模塊驗證68-69
• 5.2 資源映射模塊驗證69
• 5.3 下行發(fā)射機系統(tǒng)驗證69-75
• 5.3.1 系統(tǒng)硬件測試環(huán)境69-70
• 5.3.2 系統(tǒng)綜合結果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 總結與展望76-78
• 6.1 總結76
• 6.2 展望76-78
• 參考文獻78-81
• 作者簡歷及攻讀碩士學位期間取得的研究成果81-83
• 學位論文數(shù)據(jù)集83

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