LTE下行鏈路自適應(yīng)傳輸算法研究及實(shí)現(xiàn).pdf

1、為了滿足未來移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)更高數(shù)據(jù)傳輸速率的需求，3GPP組織近年來啟動(dòng)了通用移動(dòng)通信系統(tǒng)(UMTS)的長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)項(xiàng)目。LTE改進(jìn)并增強(qiáng)了3G的空中接入技術(shù)，其下行鏈路采用正交頻分復(fù)用多址接入(OFDMA)和多輸入多輸出(MIMO)相結(jié)合的技術(shù)，能夠有效地對(duì)抗信道的頻率選擇性衰落并顯著提高系統(tǒng)的頻譜利用率。本論文研究LTE系統(tǒng)自適應(yīng)傳輸算法和硬件實(shí)現(xiàn)方法以及下行鏈路發(fā)送端的FPGA硬件實(shí)現(xiàn)。
　　本文首先研究LTE下行鏈路

2、的自適應(yīng)傳輸算法。根據(jù)LTE下行鏈路預(yù)編碼MIMO-OFDM系統(tǒng)模型，以最大化MIMO信道的數(shù)據(jù)傳輸速率為目標(biāo)，推導(dǎo)了下行鏈路的自適應(yīng)傳輸算法。接收端利用信道狀態(tài)信息進(jìn)行秩、預(yù)編碼矩陣和調(diào)制編碼方式的選擇并且反饋到發(fā)送端。發(fā)送端利用接收到的反饋信息，選擇傳輸碼字的個(gè)數(shù)及調(diào)制編碼方式、MIMO傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流個(gè)數(shù)以及預(yù)編碼矩陣，從而形成LTE下行鏈路自適應(yīng)傳輸?shù)耐暾夹g(shù)方案。為了確定秩和預(yù)編碼矩陣，比較了兩者獨(dú)立選擇和聯(lián)合選擇算法的差別，得到

3、了一種適合LTE下行鏈路的自適應(yīng)傳輸算法。仿真結(jié)果表明，自適應(yīng)傳輸方案能夠有效地自適應(yīng)于各種MIMO信道環(huán)境，可以獲得較高的頻譜效率和較低的誤碼字率。
　　其次研究LTE下行鏈路自適應(yīng)傳輸算法的簡(jiǎn)化以及DSP硬件實(shí)現(xiàn)方法。雖然秩和預(yù)編碼矩陣的聯(lián)合選擇算法對(duì)于LTE系統(tǒng)來講是最優(yōu)的，但是在計(jì)算過程中涉及到了矩陣的求逆，要以窮舉的方式反饋所有可能性對(duì)應(yīng)的量度，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度較高。為此研究了簡(jiǎn)化矩陣求逆的算法，并基于Householder變

4、換碼本的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，研究了減少反饋復(fù)雜度的方法。在此基礎(chǔ)上，對(duì)自適應(yīng)傳輸模塊各個(gè)主要信號(hào)進(jìn)行了定標(biāo)和定點(diǎn)化分析，得到了一個(gè)合理的定標(biāo)方案，使得所選的定標(biāo)方案具有較高的量化信噪比，并結(jié)合課題組項(xiàng)目中硬件資源的具體情況，對(duì)通過DSP實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)傳輸模塊的方法進(jìn)行了討論，給出了具體的DSP程序設(shè)計(jì)流程。
　　最后研究了LTE實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)下行鏈路發(fā)送端的設(shè)計(jì)及FPGA實(shí)現(xiàn)。由于課題組項(xiàng)目的需要，簡(jiǎn)述了在LTE物理層協(xié)議基礎(chǔ)上進(jìn)行修改與簡(jiǎn)化后