TD-LTE-A上行控制信道接收机设计与实现

摘要

TD-LTE-Advanced作为 TD-LTE的长期演进技术，3GPP组织已经完成了TD-LTE-Advanced标准Release10版本的制定。PUCCH作为承载上行控制信令的信道，对于系统能够正确收发数据起到至关重要的作用，因此在TD-LTE-Advanced上研究PUCCH的接收算法很有意义。
　　本文主要针对TD-LTE-Advanced系统物理层上行链路中的控制信道PUCCH的基带接收机进行设计以及定点实现。结合相关3GPP协议标准阐述了TD-LTE-Advanced系统物理层上行链路中的控制信道 PUCCH基带接收机的系统级设计，介绍了PUCCH信道结构，研究经典的信道估计算法，包括LS、MMSE、线性插值和二维维纳滤波插值等。通过仿真比较了上述信道估计算法的复杂度和误码率，仿真结果表明1）参考信号上如果使用LS算法做信道估计，则能够在满足系统性能要求的情况下大大减少运算的复杂度；2）数据符号上如果使用二维维纳插值算法做信道估计，能有效降低数据符号的传输误差，改善数据的误码率性能。上述结论为搭建PUCCH基带接收机提供了理论指导。
　　在TD-LTE-Advanced系统中，根据传输上行控制信令的种类，将PUCCH分成格式1/1a/1b/2/2a/2b/3七种类型。本文设计TD-LTE-Advanced系统物理层上行链路中的控制信道基带接收机算法，并使用相关软件对收发链路系统在不同格式下的系统误码率性能进行仿真。通过对比发射端使用单天线以及多天线传输的情况，从误码率曲线的斜率可以看出使用发射分集技术能够提供更好的性能。此外，本文结合浮点接收算法，在 UNIX系统上搭建TD-LTE-A物理层上行链路系统平台。通过对接收算法进行量化，论文提出了DSP上的定点算法实现方案，并通过仿真DSP系统的定点化信噪比与时间的关系，得到了定点实现能够满足系统的性能要求。

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主要英文缩写与中英文对照表

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1. 绪论

1.1 研究背景

1.2 LTE-Advanced关键技术与系统指标

1.3 课题来源以及意义

1.4 主要工作和章节安排

2. TD-LTE-Advanced物理层上行链路的结构

2.1 SC-FDMA

2.2 帧结构

2.3 时隙结构和物理资源

2.4 物理上行控制信道结构

2.5 本章小结

3. PUCCH基带接收机系统级设计

3.1 PUCCH信道结构

3.2 信道估计算法研究

3.3 PUCCH基带接收机关键算法设计

3.4 本章小结

4. PUCCH基带接收机定点实现

4.1 TD-LTE-Advanced终端测试仪平台搭建

4.2 PUCCH基带接收机子系统硬件资源分配

4.3 PUCCH基带接收机子系统精度算法设计与实现

4.4 浮点系统仿真

4.5 定点系统性能评估

4.6 本章小结

5. 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 未来展望

致谢

攻读硕士期间参与项目

参考文献