LTE下行鏈路自適應(yīng)傳輸算法研究及實現(xiàn).pdf

1、為了滿足未來移動通信系統(tǒng)對更高數(shù)據(jù)傳輸速率的需求，3GPP組織近年來啟動了通用移動通信系統(tǒng)(UMTS)的長期演進(LTE)項目。LTE改進并增強了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)傳輸算法和硬件實現(xiàn)方法以及下行鏈路發(fā)送端的FPGA硬件實現(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，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，選擇傳輸碼字的個數(shù)及調(diào)制編碼方式、MIMO傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流個數(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)傳輸算法的簡化以及DSP硬件實現(xiàn)方法。雖然秩和預(yù)編碼矩陣的聯(lián)合選擇算法對于LTE系統(tǒng)來講是最優(yōu)的，但是在計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應(yīng)的量度，實現(xiàn)復(fù)雜度較高。為此研究了簡化矩陣求逆的算法，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，對自適應(yīng)傳輸模塊各個主要信號進行了定標和定點化分析，得到了一個合理的定標方案，使得所選的定標方案具有較高的量化信噪比，并結(jié)合課題組項目中硬件資源的具體情況，對通過DSP實現(xiàn)自適應(yīng)傳輸模塊的方法進行了討論，給出了具體的DSP程序設(shè)計流程。
　　最后研究了LTE實驗驗證系統(tǒng)下行鏈路發(fā)送端的設(shè)計及FPGA實現(xiàn)。由于課題組項目的需要，簡述了在LTE物理層協(xié)議基礎(chǔ)上進行修改與簡化后