LTE FDD+E-NodeB上行链路物理层数据处理技术研究.pdf

摘 要
LTE 自从被确定为 4G 候选技术之后，得到了越来越多人的关注和研究。在 20MHz
有限的频谱带宽下，可以达到上行 50Mbps 峰值速率和下行 100Mbps 的峰值速率。由于
LTE_FDD 具有传输速率快、系统稳定度高以及设备复杂度低等特点，得到了大部分欧
美主流运营商的青睐，其具有广阔的市场前景和使用价值。
本文研究内容主要分为 3 个方面：LTE_FDD 基带物理层数据处理流程、信道估计
及频域均衡技术和基于 SRS 的上行链路频选技术（SRS 跳频和 SRS PL）。首先，论文给
出了 LTE_FDD 基带物理层数据处理流程图，详细的分析了符号级处理和比特级处理的
原理和实现方法，其中，比特级处理包括：CRC 校验编码、码块分割、Turbo 信道编码、
速率匹配和信道交织等；符号级处理主要包括：加扰、调制映射、传输预编码、子载波
映射和 SC-FDMA 符号产生（OFDM 调制）等。介绍 LTE_FDD 的帧结构和子帧结构，
结合帧结构和子帧结构给出基于 ZC 序列的 LTE_FDD 信道估计的方法，给出了
LTE_FDD 商用系统中信道估计的实现方法，给出并详细分析了其核心算法，包括：LS
估计、时偏估计、插值技术等，结合信道估计的结果分析了迫零均衡器和 MMSE 均衡
器在 AWGN、低速信道、高速信道以及插入式、集中式两种子载波映射方式下的性能，
并首次将频域直接反馈均衡器引入 LTE_FDD 系统，提高系统的抗多径性能，给出了三
种均衡器在不同信道和不同子载波映射方式下的信噪比-误块率曲线。
为了选择信道质量较好的频带用于 UE 上行业务传输，故上行链路频选技术的作用
尤其重要，文章研究了基于 SRS 的频选技术，详细分析了基站侧 SRS 的接收处理流程，
并且提出了商用系统中 SRS 单用户、两码分用户以及四码分用户的测量算法。为了解决
全频带发送 SRS UE 功率受限问题，文中分析了协议提出的 SRS 跳频技术，但在快变信
道下，跳频技术存在缺点，故本文提出了全新的 SRS PL 技术来克服此问题，详细分析
了 SRS PL 技术的原理及实现方法，并在实际的商用系统中使用信道模拟仪在频率选择
性信道（AWGN 信道、EPA5 信道和 EPA10 信道）下分析了基于 SRS 频选技术的性能，
给出了 UE 上行流量的详细数据，得出基于 SRS 的频选技术在不同信道下的适用程度。
最后给出了整个基带物理层的 DSP 软件实现方案，给出了详细的实现流程图和 DSP
内核分工示意图。

关键词：长期演进；信道估计；频域均衡；探测参考信号；频选技术
ABSTRACT
As LTE been determined the candidate technologies for 4G by ITU（International
Telecommunications Union）, it has drawn a growing concern and research. Within 20MHz
limited spectrum bandwidth, LTE can reach 50Mbps uplink peak rate and downlink 100Mbps
peak rate. With the features of fast transfer rates, High system reliability and low equipment
complexity, this technology gets the favor of most of the Western main operators and has