MIMO技术在LTE基站侧的应用分析研究.pdf

NanjingUniversityofScienceandTechnologyMaster’SThesisofEngineeringMIMOtechnologyanditsApplicationandResearchofbasebandprocessingatsideofLTEByLiuHuiUndertheSupervisionofProfessorSongYaoLiangSeniorEngineerMuZhongHuaZhengzhouRailwayVocationalandTechnicalCollegeOctober,2013声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果,尽我所知,在本学位论文中,除了加以标注和致谢的部分外,不包含其他人已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均己在论文中作了明确的说明。研究生签名:.≯呜年}b胪日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档,可以借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容,可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容。对于保密论文,按保密的有关规定和程序处理。研究生签名:夕哆年/明芦日工程硕士学位论文MIMO技术在LTE基站侧的应用研究摘要随着时代的发展和社会的进步,无线通信的技术也有了不断的发展,从19世纪30年代的电报通信到现在无处不在的无线联通,支持语音与各种数据服务,在新的需求的推动下,3GPP提出了LTE(LongTermEvolmion)系统以达到更高的数据速率和更好的通信服务水平。MIMO技术是LTE系统应用的关键技术之一,它能够不增加带宽的情况下,有效的提高系统的吞吐量和频谱利用率,以及链路的可靠性和信噪比,是国内外通信领域研究的重点和热点。本文主要探讨LTE系统基站侧基带信号处理的过程及MIMO信道估计的FPGA实现问题。论文首先对LTE系统作一个简要的介绍,对LTE的物理层标准规范和帧结构进行较详细的说明,并描述了LTE系统上行基带信号产生的过程。其次,结合MIMO系统的构成,阐述MIMO技术的基本原理,包括接收分集、发射分集和空间复用分集这样几种情况,并对实现MIMO通信技术的相关算法进行分析和比较。接着,阐述了MIMO处理在LTE系统中的基站接收侧的基带处理中的位置,设计了基于XILINX的V6器件的LTE基站接收侧的MIMO处理的硬件平台方案和硬件架构,考虑系统的性能和复杂度,MIMO信道估计的算法选用LS算法,这种算法虽然相比较MMSE而言性能要略差一点,但更易于硬件实现,而另一个特点是在实现时采用矩阵求逆的办法,这在一定程度上提高了性能,这样就可以在性能和复杂度上有了很好的折衷。最后,给出了MIMO处理中的信道估计的性能仿真和详细设计,经过调试和和验证,结果符合设计要求。关键词:多输入多输出(MIMo)长期演进(u’E)J2,JT(UL)可编程逻辑阵列(FPGA)AbstractWiththedevelopmentandsocialprogress,municationtechnologyhasmadegreatdevelopmentofcorrespondencebetweentheancienttimestotheeraofubiquitouswirelessconnectivity,tosupportvariousdataservicesof3CtAsthedemandfornewdriven,3GPPhasproposedLTE(LongTermEvolution),MIMOtechnologynotonlycatlimprovethesystemthroughputeffectivelyandspectralefficiency,,,tofurtherexploretheLTEbasestationsidegroupwithacourseofprovidingtreatmentandMIMOsignalprocessinginwhichthelocation,wellsetuptheMIMOprocessingChannel,