基于GNU Radio的FDD-LTE下行MIMO設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著移動通信和智能終端的快速發(fā)展，目前已經(jīng)進(jìn)入了4G時代，LTE技術(shù)作為4G業(yè)務(wù)的核心內(nèi)容，在其中起到至關(guān)重要的作用。相對上一代通信系統(tǒng)，LTE技術(shù)使用了多項核心技術(shù)，包括采用正交頻分復(fù)用、多輸入多輸出等，縮短了通信系統(tǒng)時延，提高了系統(tǒng)容量，同時可以簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增強抗多徑干擾能力。相對于3G時代，無線通信的傳輸速率得到了大幅度的提升。
　　MIMO作為LTE系統(tǒng)中十分關(guān)鍵的一項技術(shù)，在提高無線系統(tǒng)傳輸速率、對抗多徑干擾方面發(fā)揮著

2、至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)的單輸入單輸出系統(tǒng)，受到多徑干擾的影響很大，MIMO技術(shù)在基站側(cè)和終端側(cè)設(shè)置多根天線，通過構(gòu)建信道傳輸矩陣來充分利用多徑信息，從而達(dá)到提高信號傳輸速率和抗多徑干擾的目的。
　　本文以GNU Radio作為軟件平臺，USRP B210作為硬件平臺，設(shè)計實現(xiàn)下行MIMO系統(tǒng)，系統(tǒng)收發(fā)端天線數(shù)為2。其中基站側(cè)使用基于空頻分組碼的SFBC發(fā)射分集方式，將待發(fā)送信號在空間域和頻率域進(jìn)行編碼，將編碼后的兩路信號在不同天線上

3、發(fā)送。在設(shè)計方案中，針對USRP N210硬件平臺MIMO方案時鐘同步困難的問題，最終選擇使用USRP B210硬件平臺；針對USRP B210硬件自身緩存較小且基帶信號同步過程耗時的問題，利用GNU Radio系統(tǒng)調(diào)度機制，重設(shè)USRP_SOURCE模塊輸出緩存；同時針對 LTE標(biāo)準(zhǔn)中基站側(cè)物理信道資源映射流程復(fù)雜的問題，在確保數(shù)據(jù)映射正確前提下對基站側(cè)物理信道資源映射流程進(jìn)行調(diào)整，簡化了資源映射的方式；最后針對下行基帶信號同步過程復(fù)

4、雜度過高的問題，在PSS序列檢測中，將三個相互正交的本地時域PSS序列相加后與接收信號進(jìn)行相關(guān)，從而一次性降低2/3的PSS序列檢測復(fù)雜度。
　　最后，本文分別在下行傳輸帶寬為1.4MHz和3MHz帶寬配置下，使用RTP傳輸方式進(jìn)行下行視頻的傳輸測試，通過下行MAC層誤包率來比較單發(fā)單收系統(tǒng)和使用SFBC發(fā)射分集的兩發(fā)兩收系統(tǒng)的性能，結(jié)果驗證了使用SFBC發(fā)射分集方式可以有效的提高終端側(cè)信號信噪比，降低誤包率。結(jié)果表明在實際無線信