基于GNU Radio的FDD-LTE上行多用戶系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、在 LTE上行鏈路中，由于疊加在一起的不同用戶的信號定時(shí)偏移和頻率偏移各不相同，因此上行同步需要估計(jì)多個參數(shù)，如何同時(shí)對不同用戶進(jìn)行補(bǔ)償是一個難點(diǎn)。論文首先對 LTE系統(tǒng)重點(diǎn)介紹了與本論文工作相關(guān)的知識，包括系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)、上行調(diào)制技術(shù)、上行通信信道、基帶信號處理流程，此外還介紹了 LTE系統(tǒng)上行同步所用到的關(guān)鍵序列以及上行多用戶系統(tǒng)特點(diǎn)與子載波資源分配方式。
　　其次，基于已實(shí)現(xiàn)的LTE演示系統(tǒng)，針對其每個上行子幀只能傳輸一個終端數(shù)

2、據(jù)的問題，詳細(xì)討論了基站側(cè)多用戶并發(fā)功能的改進(jìn)設(shè)計(jì)，從而支持在單個上行子幀內(nèi)同時(shí)傳輸多個終端的數(shù)據(jù)。具體包括：第一，將上行調(diào)度由時(shí)分復(fù)用的輪詢調(diào)度修改成了頻分復(fù)用的子載波塊狀分配；第二，用“多路并行處理+資源解映射”而非窄帶濾波器組的方式來分離上行多用戶的數(shù)據(jù)；第三，設(shè)計(jì)了適合上行多用戶系統(tǒng)的上行時(shí)頻同步方案。在時(shí)頻同步方案中，利用DMRS信號進(jìn)行上行時(shí)間提前量（TA）的估計(jì)，并控制終端進(jìn)行樣點(diǎn)調(diào)整以維持上行定時(shí)同步；分別利用SRS信號

3、和DMRS信號進(jìn)行粗頻偏估計(jì)和殘余頻偏估計(jì)，并相應(yīng)在 FFT前進(jìn)行頻偏補(bǔ)償，以完成上行頻率同步。在多徑仿真信道下對所實(shí)現(xiàn)同步模塊的仿真結(jié)果表明，五個用戶同時(shí)通信，定時(shí)估計(jì)算法在高斯信道下性能優(yōu)于多徑信道；聯(lián)合頻偏估計(jì)算法在高斯信道下性能與多徑信道類似。
　　然后，本文基于GNU Radio/ USRP軟硬件平臺和已有LTE演示系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了上述設(shè)計(jì)。第一，實(shí)現(xiàn)了上行多用戶的資源調(diào)度，可在同一子幀對多個終端的請求進(jìn)行調(diào)度，提高了效率和頻

4、帶利用率。第二，實(shí)現(xiàn)了所設(shè)計(jì)的上行同步方案，包括頻偏補(bǔ)償和UE定時(shí)調(diào)整的實(shí)現(xiàn)；此外，在用SRS和DMRS進(jìn)行偏差估計(jì)時(shí)分別引入了SRS互相關(guān)算法和 CRC校驗(yàn)，從而提高了偏差估計(jì)值的準(zhǔn)確度和有效性。第三，基于GNURadio的平臺特點(diǎn)和信號驅(qū)動的流圖機(jī)制，搭建出完整的可支持上行多用戶時(shí)頻同步與信號處理的LTE無線通信實(shí)際系統(tǒng)。
　　最后，在室內(nèi)無線環(huán)境下對該系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)測。結(jié)果表明，基站能夠同時(shí)調(diào)度兩個終端的請求，也能夠同時(shí)接收兩