TD-LTE系统下行PDSCH信道EVM测试研究

摘要

近年来我国无线通信发展迅速，从2G到3G蜂窝网络，同时又为了满足下一代无线移动宽带业务需求。从90年代开始，LTE研究项目就被3GPP（3rd Generation Partnership Project）提出了。我国在3G标准TD-SCDMA之后，紧接着又提出了拥有自主产权的新一代移动通信技术TD-LTE-Advanced（分时长期演进）。截止到2009年LTE商用以来，由于其频谱配置的灵活性，使其得到了飞速的发展和广泛的传播，直到2013年底，中国已经开始正式发放 TD-LTE牌照。TD-LTE-Advanced已经成为了国际电联ITU的4G标准之一，得到了3GPP、美国和欧洲许多移动通信公司的大力支持，比如美国的芯片厂商marvell、高通，台湾的联发科等等。美国的AT&T、日本的NTN、韩国的KT、中国移动以及爱立信、诺基亚、中兴、华为等电信设备制造商以及运营商明确表示了支持TD-LTE。但是TD-LTE的基站和终端设备的研制才刚刚开始，性能的测试和验证需要一些专有的仪器。因此我们需要对TD-LTE的测试设备的原理和关键技术进行研究，有助于推动这个产业的进步和发展，具有很强的现实意义。
　　对于任何通信系统，发射机的发射质量好坏是整个通信系统的保证。EVM是评估通信发射机发射信号质量的重要标准，一般通过在采样符号的 IQ两个支路的采样值来完成。在发射机中，放大器、调制器、混频器以及功率放大器等器件的不理想都会影响EVM指标，造成发射质量的下降，影响通信系统的最终性能。
　　本文首先介绍了课题的研究背景和意义，介绍了 TD-LTE系统的发展以及EVM的定义和目前该课题的研究状况，以及TD-LTE系统的技术特点和优势，重点阐述了OFDM技术的基础，特别是多载波系统和单载波系统的比较，OFDM的循环前缀等关键技术。分类介绍了几种不同的物理信道以及TD-LTE系统的帧结构。给出了3GPP中的测试要求，从发射机的结构出发，分析了在IQ调制的过程中容易出现的各种失配因素，包括相位失配，直流失配以及幅度失配，从数学理论的角度，分析了 IQ的相位失配在QPSK下的定量影响，定量分析了功率放大器的非线性对EVM的影响；给出了时频不同步对EVM指标的影响，研究了不同的接收机时间同步和载波同步方法。对于信道估计，比较了LS、DFT以及MMSE这三种信道估计算法的理论依据和性能曲线。针对TD-LTE下行链路，着重研究了物理下行共享信道(PDSCH Physical Downlink Shared Channel），结合3GPP标准规定的EVM（误差向量幅度）值的计算方法，给出了通用的上行和下行信号EVM测试方案，详细给出了EVM测试的接收框图硬件结构，分析了测量误差。最后，在MATLAB仿真环境下，在不同的信噪比，对比了不同调制方式下的EVM值，与BER进行了对比，仿真结果和理论相符合，具有一定的工程参考价值。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究目的和意义

1.3 本文主要研究内容与结构安排

第二章 基础理论

2.1 TD-LTE系统介绍

2.2 TD-LTE信号的帧结构

2.3 物理信道介绍

2.4 OFDM技术基础

2.5 EVM影响因素分析

2.6 TD-LTE系统指标测试要求

2.7本章小结

第三章 时间频率同步与均衡算法

3.1 时间偏移对EVM影响

3.2 时间同步算法

3.3 频率偏移对EVM影响

3.4 频率同步算法

3.5 信道均衡算法

3.6 本章小结

第四章 共享信道EVM测试

4.1 上行共享信道EVM测试方法

4.2 下行测试方案与系统框图

4.4 测试方案误差分析

4.5 本章小结

第五章 EVM测试仿真

5.1 EVM影响因素仿真

5.2 下行共享信道EVM仿真

5.3 本章小结

第六章 总结

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

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