TD-LTE物理层关键技术的研究

摘要

3G长期演进计划（LTE）是近几年来3GPP启动的最大的新技术研发项目，这种以OFDM/FDMA为核心的技术，是通信技术的一个革命。LTE旨在提高数据传输速率，降低系统时延，增大系统容量和覆盖范围，同时降低运营成本。LTE是目前国际化标准组织开展的一项重要工作，因而对LTE技术的研究具有重要意义。作为我国自主3G标准的TD-SCDMA的长期演进版本就是TD-LTE，现在3G牌照已经发放，对第四代移动通信的研究也如火如荼，TD-SCDMA到TD-LTE的迈进更是指日可待，为此，为了研究TD-LTE的关键技术，本文设计并实现了一个通用、客观的仿真平台。本研究分为四个部分：
　　 第一部分主要介绍TD-LTE的发展背景，基本特征及最新研究进展状况。
　　 第二部分对TD-LTE物理层的关键技术OFDM、SC-FDMA、MIMO、多天线检测技术和链路自适应技术都进行了详细分析。
　　 第三部分介绍了TD-LTE系统关键技术的仿真平台设计与开发，其中，仿真平台的设计与开发分为上行链路仿真平台和下行链路仿真平台。其中对关键模块进行了详细的描述，还有信道估计、预编码、多天线检测算法和链路自适应技术等都进行了一一的讲解。并且提出了一种自适应MIMO技术和AMC技术结合的组合算法。
　　 第四部分给出仿真结果并进行了分析，仿真结果展示了TD-LTE对时间选择性信道和频率选择性信道都有很好抗干扰能力：同时也实现了单天线，二天线和四天线等模式的应用，证明了此平台的通用性，并且符合3GPP的要求。同时也对链路自适应技术进行了仿真分析，仿真结果表明本仿真系统采用的自适应MIMO技术和AMC技术结合的组合算法有效地提高了系统的性能。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 LTE发展背景和现状

1.2 TD-LTE的发展

1.3 论文的主要工作

1.4 论文的组织结构

第二章 TD-LTE上下行链路的关键技术

2.1 帧结构

2.2 OFDM技术原理和特点

2.2.1 OFDM技术原理

2.2.2 OFDM技术特点

2.3 SC-FDMA技术原理和特点

2.3.1 SC-FDMA技术原理

2.3.2 SC-FDMA传输技术数学模型

2.3.3 SC-FDMA技术特点

2.4 MIMO技术

2.4.1 MIMO技术原理

2.4.2 发射分集

2.4.3 空间复用

2.4.4 TD-LTE上行链路MIMO技术

2.4.5 TD-LTE下行链路MIMO技术

2.5 多天线检测技术

2.5.1 极大似然算法(ML)

2.5.2 迫零(ZF)算法和最小均方误差(MMSE)算法

2.5.3 基于最小均方误差(MMSE)的干扰抑制和干扰抵消

2.5.4 带排序的干扰抵消算法

2.6 链路自适应技术

2.6.1 自适应调制与编码系统基本原理

2.6.2 自适应MIMO技术

2.7 本章小结

第三章 TD-LTE仿真平台设计与实现

3.1 LTE信道仿真参考模型

3.2 TD-LTE物理层上行链路仿真平台实现

3.2.1 仿真平台介绍

3.2.2 平台框图

3.2.3 帧结构设计

3.2.4 仿真参数设置

3.2.5 预编码模块

3.2.6 信道估计模块

3.3 TD-LTE物理层下行链路仿真平台实现

3.3.1 仿真平台介绍

3.3.2 平台框图

3.3.3 帧结构设计

3.3.4 仿真参数设置

3.3.5 分层模块

3.3.6 预编码模块

3.3.7 信道估计模块

3.3.8 多天线检测模块

3.4 TD-LTE链路自适应算法

3.4.1 自适应调制与编码算法

3.4.2 自适应MIMO技术跟AMC的组合算法

3.5 本章小结

第四章 TD-LTE系统仿真结果分析

4.1 上行链路仿真结果分析

4.1.1 ZF接收机和MMSE接收机的性能比较

4.1.2 各种信道环境性能比较

4.1.3 上下行链路性能比较

4.1.4 AMC算法结果分析

4.2 下行链路仿真结果分析

4.2.1 SISO和SIMO性能分析

4.2.2 发射分集模式性能分析

4.2.3 空间复用模式性能分析

4.2.4 自适应MIMO和AMC组合算法结果分析

4.3 本章小结

总 结

论文工作总结

进一步工作

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢