TD-LTE基站物理層下行鏈路設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著科技發(fā)展和人類需求不斷增長，移動通信已經(jīng)完成了三次變革，目前正在進行第四次變革，相比3G，第四次變革演進了無線接入技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，它的特點是寬帶和多功能集成。第四次變革以LTE（長期演進計劃）為標志，LTE是2006年以來3GPP啟動的最大新技術(shù)研發(fā)項目，被稱作“準4G”技術(shù)，包括FDD LTE和TDD LTE兩種不同模式，兩者主要區(qū)別在于FDD為頻分雙工，而TDD為時分雙工。2008年LTE Release8發(fā)布以后，各國都加緊研

2、制和部署LTE設(shè)備，目前很多國家和地區(qū)已經(jīng)部署了LTE商用網(wǎng)絡(luò);我國也于2013年12月頒布了TD-LTE牌照，標志著我國正式進入4G時代。作為全球性的4G標準，LTE具有廣闊的市場前景。LTE無線接入網(wǎng)分為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和RRC層。物理層處于整個協(xié)議的最下層，是無線通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)，上層數(shù)據(jù)的正常傳輸和傳輸速率等均依賴于物理層。相比3G，LTE顯著提高了頻譜效率和峰值傳輸速率等，這主要得益于LTE物理層引入OFDM和MIMO等無線技

3、術(shù)，所以研究LTE物理層具有重要意義。
　　本論文主要研究TD-LTE基站物理層下行鏈路，包括物理層下行鏈路仿真平臺設(shè)計、基帶處理單元芯片間Serial RapidIO高速總線FPGA側(cè)實現(xiàn)、物理層下行鏈路DSP實現(xiàn)和典型信令流程驗證。主要研究工作和創(chuàng)新點包括:
　　(1)設(shè)計并實現(xiàn)TD-LTE物理層下行鏈路matlab仿真平臺。本仿真平臺具備以下功能:下行各物理信道和物理信號發(fā)送、接收功能，支持各種系統(tǒng)帶寬，支持普通CP和

4、擴展CP模式，支持單天線接收單天線發(fā)送、發(fā)射分集和空分復(fù)用MIMO模式，最大發(fā)送接收天線數(shù)為2X2等。其中發(fā)送部分通過Agilent89600VSA驗證正常，整個仿真平臺發(fā)送接收功能測試正常。研究主要算法并對下行各物理信道進行性能仿真和算法改進，目前PCFICH、PDCCH接收誤碼率測試結(jié)果滿足LTE規(guī)范要求，PBCH、PDSCH接收誤碼率測試結(jié)果比LTE規(guī)范差，還需進一步改進。
　　(2)在FPGA上實現(xiàn)單lane3.125Gb

5、ps的Serial RapidIO。由于LTE的多天線、高帶寬特性，基帶處理單元使用Hyplink和Serial RapidIO來滿足其上各芯片之間的高速率數(shù)據(jù)傳輸要求。本論文通過研究RapidIO協(xié)議標準包括RapidIO物理層、傳輸層、邏輯層、GTP、鏈路初始化等，在FPGA上實現(xiàn)了單lane3.125Gbps的Serial RapidIO，經(jīng)過chipscope等測試工具測試工作正常。
　　(3)在以TMS320C6670為

6、核心器件的基帶處理單元上實現(xiàn)了TD-LTE物理層下行鏈路并對其進行了驗證。研究TMS320C6670 DSP芯片并使用其內(nèi)部 FFTC、BCP等協(xié)處理器實現(xiàn)TD-LTE物理層下行鏈路，通過matlab仿真平臺和Agilent89600 VSA對下行鏈路DSP實現(xiàn)進行驗證，驗證結(jié)果表明各信道能夠正常工作。
　　(4)學(xué)習(xí)LTE開機附著流程并基于下行鏈路進行信令流程調(diào)測，由于LTE信令流程正確執(zhí)行需要各協(xié)議層配合完成，本論文提出了數(shù)據(jù)