LTE-Advanced上行關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、作為LTE的演進，LTE-A的峰值速率要求非常激進:LTE的上下行峰值速率分別為80Mbps和300Mbps，然而LTE-A的上下行峰值速率可達到1.5Gbps和3Gbps。為了達到1.5Gbps的上行峰值速率指標(biāo)，LTE-A上行引入了載波聚合和單用戶多輸入多輸出技術(shù)。雖然這兩種技術(shù)對于達到峰值速率要求非常有效，然而系統(tǒng)的復(fù)雜度，特別是終端的復(fù)雜度卻非常高。當(dāng)前尚無LTE-A終端芯片面世，為了避免類似TD-SCDMA和LTE由于終端芯片

2、發(fā)展滯后制約了整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展的境況重現(xiàn)，本文致力于研究滿足LTE-A上行峰值速率要求，且復(fù)雜度低、功耗低、面積小的硬件加速器。
　　 本文以LTE-A標(biāo)準(zhǔn)、ASIC設(shè)計技術(shù)和芯片驗證方法學(xué)為基礎(chǔ)，研究上行鏈路關(guān)鍵技術(shù)和其硬件實現(xiàn)，主要的貢獻和成果如下：⑴研究了LTE-A上行鏈路物理信號處理流程，分別對CRC編碼、Turbo編碼、速率匹配、DFT預(yù)處理和基帶信號生成這五個關(guān)鍵算法的基本原理進行了介紹，并分別進行了系統(tǒng)需求分析。⑵分析

3、介紹了CRC編碼的串、并行算法;簡化了Turbo編碼和速率匹配算法;研究和分析了幾種現(xiàn)有的DFT預(yù)處理和基帶信號生成算法，并改進現(xiàn)有算法。仿真和分析結(jié)果表明:改進算法在控制復(fù)雜度和原有算法相當(dāng)?shù)臈l件下，運算復(fù)雜度更低同時EVM性能也得到提升。⑶以LTE-A上行功能結(jié)構(gòu)和模塊算法研究為基礎(chǔ)，給出上行的總體實現(xiàn)策略和實現(xiàn)方案。對CRC編碼、Turbo編碼和速率匹配模塊進行了簡要的實現(xiàn)分析。詳細闡述了DFT和FFT模塊的硬件設(shè)計思路和RTL實

4、現(xiàn)。DFT模塊采用了級聯(lián)結(jié)構(gòu)，通過實時睡眠以降低功耗，優(yōu)化了DFT硬件模塊的整序讀地址過程，減少旋轉(zhuǎn)因子的存儲個數(shù)以降低存儲開銷。FFT模塊采用了部分并行的架構(gòu)，且基本運算單元可配置，同時可分時復(fù)用。在300MHz的時鐘頻率下，只需要實例化3個DFT和2個FFT硬件加速器即可滿足LTE-A上行峰值速率的要求。⑷利用SV語言和VMM驗證方法學(xué)，同時應(yīng)用基于覆蓋驅(qū)動、帶約束的隨機激勵等多種現(xiàn)代先進的驗證技術(shù)進行仿真驗證。利用VCS仿真工具進