LTE下行链路控制信道仿真技术研究

摘要

LTE(Long Term Evolution, LTE)项目是第三代移动合作伙伴计划(3rd GenerationPartnership Project，3GPP)对通用移动通信系统(Universal Mobile TelecommunicationsSystem，UTMS)的长期演进。LTE旨在降低系统的时延、提高数据的传输速率并增大系统容量等。LTE标准综合了MIMO、OFDM等先进的传输技术，支持最大20MHz的系统带宽、有较高的峰值传输速率及较短的传输时间间隔。
　　首先介绍了LTE的基本原理、研究发展现状及演进的目标，给出了研究的工作思路、论文的主要工作内容及组织结构。接着，分析LTE系统下行物理层的基本概念和关键技术，结合LTE帧结构阐述了下行链路传输时承载不同物理资源的物理信号在资源栅格中的具体位置，并对OFDM技术进行了详细介绍。比较了AWGN信道与多径Rayleigh信道下加入不同循环前缀长度对OFDM系统BER性能的影响，对文献结果进行了验证，介绍了OFDM在LTE中的应用。随后分析了MIMO信道相关性信道模型，主要包括多路瑞利衰落信道的生成及天线间相关矩阵的产生过程，给出了Zheng&Xiao模型进行瑞利信道建模及接收端相关情况下的信道容量仿真结果，衰落信道模型的仿真结果与理论上基本一致。分析了各个参数对天线间相关性系数的影响，最后仿真表明天线的相关性对信道容量有明显的影响。
　　然后，根据LTE标准详细分析了LTE下行链路平台的建模过程，最后本文重点对下行控制信道PCFICH、PHICH的具体处理流程进行研究，其包括加扰、调制、层映射、预编码的等模块，详细研究了LTE下行控制信道的MIMO传输分集技术，对SFBC-OFDM进行了实际的分析。分析表明SFBC-OFDM比单纯的OFDM技术误码率性能有一定提高。
　　文章最后结合物理层标准和仿真平台，对PCFICH及PHICH信道传输进行了具体的分析与仿真，并给出了MATLAB仿真流程、代码及仿真结果，与文献[47]中的仿真进行了对比，本文的仿真结果性能略差但差别不大，原因应该是一些仿真条件的差异导致的。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 LTE介绍

1．2．1 LTE技术特点

1．2．2 LTE协议架构及演进目标

1．3 论文研究意义

1．3．1 LTE下行控制信道介绍

1．3．2 LTE下行控制信道仿真研究的意义

1．4 论文主要内容和结构安排

第2章 LTE下行链路物理层关键技术

2．1 LTE系统帧结构

2．2 LTE下行物理资源分配

2．2．1 LTE下行时隙结构

2．2．2 下行物理信道

2．2．3 LTE下行物理资源分配

2．3 OFDM技术

2．3．1 正交特性

2．3．2 保护间隔与循环前缀

2．3．3 OFDM在LTE中的应用

2．4 MIMO信道分析

2．4．1 MIMO信道介绍

2．4．2 相关矩阵的生成

2．4．3 瑞利衰落信道生成

2．4．4 MIMO信道容量仿真

2．5 本章小结

第3章 LTE下行链路分集技术

3．1 发射分集技术

3．1．1 接收分集

3．1．2 空时发射分集

3．1．3 空频发射分集

3．2 LTE中发射分集技术

3．2．1 2天线发射分集

3．2．2 4天线发射分集

3．3 本章小结

第4章 LTE下行链路控制信道仿真

4．1 LTE下行链路的发送与接收端设计

4．1．1 LTE发送端设计分析

4．1．2 LTE接收端设计分析

4．2 LTE下行链路控制信道

4．3 PCFICH信道

4．3．1 PCFICH具体处理流程

4．3．2 PCFICH不同编码方案

4．3．3 PCFICH传输分集

4．4 PHICH信道

4．5 仿真结果

4．5．1 PCFICH不同编码方案仿真

4．5．2 PCFICH不同发射模式下性能分析

4．5．3 PHICH性能仿真

4．6 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文