本文關鍵詞：基于軟件無線電平臺的LTE物理層下行鏈路的設計與實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：移動通信近年來發(fā)展迅速,3GPP提出的“準4G”標準LTE更是這幾年的研究熱點。相比于3G標準,LTE系統(tǒng)具有寬頻譜、高速率、低時延等優(yōu)點。目前對于LTE系統(tǒng)的研究大多是基于LTE軟件仿真平臺實現(xiàn),但軟件建模仿真無法準確模擬時變的無線傳輸環(huán)境,而硬件測試方法存在成本高和開發(fā)難度大的缺點。因此,本文基于軟件無線電平臺USRP2設計了LTE物理層下行鏈路的原型驗證平臺。該平臺效率高、方式靈活且能準確模擬時變的無線傳輸環(huán)境。本文首先參考3GPP的LTE標準,介紹了LTE網絡框架和協(xié)議棧,并研究了物理層的幀格式、物理信道、調制方式和關鍵序列等。隨后設計了基帶信號處理的整體框架,并設計和實現(xiàn)其中的關鍵模塊,主要包括:第一,信道處理模塊設計,參考協(xié)議標準設計并實現(xiàn)比特信號的處理;第二,研究不同物理信道的編譯碼方式,控制信道采用可靠性高的咬尾卷積碼,數據共享信道采用傳輸速率高的Turbo碼,重點分析Turbo碼譯碼算法后,采用MAX_LOG_MAP算法完成Turbo碼譯碼;第三,信道估計和均衡算法,考慮到實時傳輸環(huán)境和計算機性能的影響,設計中借助小區(qū)參考信號采用LS算法和二維插值實現(xiàn)信道估計;第四,分析通信過程中時間和頻率偏差對系統(tǒng)的影響,本文基于引入的參考符號序列設計了時頻同步方案,方案中先通過主同步序列和輔同步序列完成時頻同步、小區(qū)搜索,再利用參考符號信道估計的結果進行時頻誤差估計和補償,完成同步跟蹤過程。最后,本文在基于USRP2和UHD組成的軟件無線電平臺上實現(xiàn)所設計的物理鏈路方案。在1.4MHz和5MHz的無線傳輸環(huán)境下,分別采用QPSK和16QAM調制方式測試其性能。結果表明,該平臺可實現(xiàn)LTE物理層下行鏈路的時頻同步和信息可靠傳輸。
【關鍵詞】：軟件無線電 LTE 物理層
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號對照表11-12
• 縮略語對照表12-17
• 第一章 緒論17-23
• 1.1 研究背景17-18
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3 課題研究意義19-20
• 1.4 論文章節(jié)安排20-23
• 第二章 LTE概述23-35
• 2.1 LTE網絡架構和協(xié)議棧23-26
• 2.1.1 LTE網絡架構23-24
• 2.1.2 LTE協(xié)議棧24-26
• 2.2 幀結構和物理資源26-28
• 2.3 下行物理信道28-29
• 2.4 關鍵序列29-32
• 2.4.1 主同步序列PSS29-30
• 2.4.2 輔同步序列SSS30-31
• 2.4.3 小區(qū)專用參考信號31-32
• 2.5 基帶多址技術32
• 2.6 多輸入多輸出技術32-35
• 第三章 LTE下行鏈路的軟件設計與實現(xiàn)35-55
• 3.1 總體設計35-36
• 3.2 信道處理模塊36-37
• 3.3 信道編譯碼算法37-42
• 3.3.1 Turbo碼編碼37-39
• 3.3.2 Turbo碼譯碼39-42
• 3.4 信道估計和均衡42-45
• 3.4.1 信道估計42-44
• 3.4.2 信道插值44-45
• 3.4.3 信道均衡45
• 3.5 下行鏈路的同步研究與實現(xiàn)45-55
• 3.5.1 時頻誤差分析45-46
• 3.5.2 同步流程46-48
• 3.5.3 粗定時同步算法48-50
• 3.5.4 粗頻偏估計和補償50-51
• 3.5.5 SSS檢測51-52
• 3.5.6 同步跟蹤52-55
• 第四章 基于SDR的LTE下行鏈路的實現(xiàn)55-73
• 4.1 軟件無線電平臺55-60
• 4.1.1 USRP2硬件平臺55-56
• 4.1.2 UHD軟件平臺56-58
• 4.1.3 場景設置58-60
• 4.2 同步方案的實現(xiàn)60-62
• 4.3 收發(fā)系統(tǒng)的實現(xiàn)62-66
• 4.3.1 發(fā)送端結構62-64
• 4.3.2 接收端結構64-66
• 4.4 方案測試66-73
• 4.4.1 測試環(huán)境66
• 4.4.2 測試內容66-73
• 第五章 總結和展望73-75
• 5.1 本文完成的工作73
• 5.2 未來工作展望73-75
• 參考文獻75-79
• 致謝79-81
• 作者簡介81-82

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 劉星成,羅恒宏,張光昭;軟件無線電中的關鍵技術及平臺構建初探[J];無線電通信技術;2000年01期

2 李玉斌;軟件無線電概述[J];無線電工程;2000年04期

3 徐永勝;國外軍用軟件無線電的發(fā)展現(xiàn)狀[J];電訊技術;2001年03期

4 葉中付,吳濤,徐旭;擴頻通信系統(tǒng)的軟件無線電實現(xiàn)結構及性能分析[J];電子學報;2001年01期

5 劉偉;淺談軟件無線電原理及其關鍵技術[J];電信快報;2001年04期

6 麥凱;軟件無線電設計之路[J];電子產品世界;2001年20期

7 蔡躍明;軟件無線電[J];電子世界;2001年06期

8 劉延峰,王繼良;軟件無線電及其實現(xiàn)的技術條件[J];信息技術;2001年10期

9 廖建波;軟件無線電[J];萍鄉(xiāng)高等�？茖W校學報;2001年04期

10 吳家洲,姚遠,郭明金;軟件無線電的應用研究[J];武漢理工大學學報(信息與管理工程版);2001年04期

中國重要會議論文全文數據庫 前10條

1 張鐵軍;胡正名;;軟件無線電在第三代移動通信系統(tǒng)中的應用[A];信息科學與微電子技術:中國科協(xié)第三屆青年學術年會論文集[C];1998年

2 陳金鷹;方根平;陳冰海;;軟件無線電發(fā)展與應用[A];四川省通信學會2003年學術年會論文集[C];2003年

3 趙秋明;林志堂;林敏;;小型化軟件無線電硬件平臺設計[A];2009年中國高校通信類院系學術研討會論文集[C];2009年

4 彭鐸;李如紅;林小忠;;軟件無線電及其關鍵技術[A];2009年全國無線電應用與管理學術會議論文集[C];2009年

5 霍文俊;許家萬;;軟件無線電在軍事通信中的應用研究[A];開創(chuàng)新世紀的通信技術——第七屆全國青年通信學術會議論文集[C];2001年

6 胡行毅;;空間任務中的重組計算與軟件無線電[A];中國空間科學學會空間探測專業(yè)委員會第十七次學術會議論文集[C];2004年

7 聞翔;劉雙平;陳國杰;;軟件無線電中極窄帶低通信號的分離[A];中國航空學會信號與信息處理專業(yè)全國第八屆學術會議論文集[C];2004年

8 楊勃航;常淑桂;李國民;唐書國;林令濤;;多軟核結構的軟件無線電設計方法[A];中國空間科學學會空間探測專業(yè)委員會第十九次學術會議論文集（下冊）[C];2006年

9 杜安源;;軟件無線電在第三代移動通信系統(tǒng)中應用的相關技術研究[A];2005年安徽通信論文集[C];2006年

10 欒海妍;江樺;崔偉亮;;一種基于軟件無線電的語圖儀的設計與實現(xiàn)[A];提高全民科學素質、建設創(chuàng)新型國家——2006中國科協(xié)年會論文集（下冊）[C];2006年

中國重要報紙全文數據庫 前10條

1 王寶豐 編譯;軟件無線電發(fā)展現(xiàn)狀[N];電子報;2013年

2 成都 新力 編譯;軟件無線電的特點[N];電子報;2013年

3 山東省信息產業(yè)廳 韓旭東;“軟件無線電”將推動手機的“計算機化”變革[N];中國電子報;2004年

4 ;軟件無線電往哪兒走？[N];計算機世界;2005年

5 ;軟件無線電：改變無線通信前進的方式[N];計算機世界;2005年

6 山東省信息產業(yè)廳 韓旭東;“軟件無線電”將推動手機的“計算機化”變[N];中國電子報;2004年

7 劉海英 張秉衡;軟件無線電 推進國防現(xiàn)代化[N];中國電子報;2001年

8 潘學俊 肖凱;通信裝備變革的魔術師：軟件無線電[N];解放軍報;2001年

9 ;軟件無線電: 無線通信的第三次革命[N];人民郵電;2002年

10 ;風河推出新型軟件無線電解決方案[N];人民郵電;2006年

中國博士學位論文全文數據庫 前10條

1 張健;軟件無線電的基本理論構架[D];電子科技大學;2000年

2 林華杰;軟件無線電理論及應用技術研究[D];西北工業(yè)大學;2004年

3 胡延平;軍用軟件無線電偵聽接收機設計與實現(xiàn)及其關鍵技術研究[D];國防科學技術大學;2001年

4 趙民建;多波段、多速率、多模式軟件無線電接收技術研究[D];浙江大學;2003年

5 彭華;軟件無線電中的盲接收技術研究[D];中國人民解放軍信息工程大學;2002年

6 張睿;軟件無線電中的信號檢測技術研究[D];西安電子科技大學;2001年

7 陳曉毅;數字廣播接收機的軟件無線電研究[D];浙江大學;2005年

8 董騫;基于軟件無線電的SAR數字接收機研究[D];中國科學院研究生院（電子學研究所）;2007年

9 陳晨;軟件無線電和OFDM系統(tǒng)中的同步技術研究[D];西安電子科技大學;2005年

10 李榮春;基于GPU的軟件無線電并行算法與系統(tǒng)結構關鍵技術研究[D];國防科學技術大學;2014年

中國碩士學位論文全文數據庫 前10條

1 席禹豪;基于軟件無線電構架的深空測控接收機研究[D];東南大學;2015年

2 李雪源;車載網絡底層協(xié)議關鍵技術研究[D];北方工業(yè)大學;2016年

3 頡宇川;基于軟件無線電的中頻接收機[D];東南大學;2016年

4 李懷遠;基于軟件無線電的雷達通信一體化技術研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

5 邱鑫W

本文編號：506061