LTEA系统仿真与关键技术研究.pdf

分类号学号M200971637 学校代码 10487 密级硕士学位论文 LTE-A系统仿真与关键技术研究学位申请人:程章敏学科专业:通信与信息系统指导教师:王德胜副教授答辩日期:2012年1月10日 A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Engineering System-level simulation and research on key technology in LTE-Advanced Candidate: ChengZhangmin Major : Communication and Information System Supervisor: Associate Prof. Wang Desheng Huazhong University of Science and Technology Wuhan 430074, JAN, 2012 独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名: 日期: 年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本论文属于(请在以上方框内打“√”) 学位论文作者签名: 指导教师签名: 日期: 年月日日期: 年月保密□,在年解密后适用本授权书。不保密□。华中科技大学硕士学位论文 I 摘要 LTE由于采用MIMO-OFDM的物理层技术作为传输载体,提供了高的空间复用/分集效率与频谱效;而LTE-Advanced作为LTE未来技术进一步发展,考虑在后向兼容的基础上引入更多的新技术,如多点协作技术、MIMO增强技术、频谱聚合技术等。从表象的定性上看,这些新技术的引入势必会带来无线通信技术两大指标, 如频谱效率与功率效率的提升,但是从更严谨的层面上而言,新技术的引入是否或者从多大程度上提高系统性能,需要定量的描述。一般而言,定量要么从理论分析的角度,获取性能提升的闭式解,这种理论分析方法一般应用于对某一算法的评估或对局部性能的改善;而对于系统级性能的评估而言,由于涉及多个协议层次,以及某一层次内部众多模块的相互关联与制约,难以建立理论分析模型。尤其对于 LTE-A系统,由于适应无线信道模型的复杂性、MIMO闭环开环传输模式的多样性、 HARQ重传调度的同步性,导致现阶段理论分析在面临这种系统仿真时难以获取精确的闭式解。因此,系统级仿真在分析诸如LTE复杂系统的性能时发挥了重要作用, 成为业界普遍采用的方法。本文中,拟在LTE-A系统框架介绍的基础上,克服MATLAB解释性语句系统仿真速度过低、以及任务轮询效率不高的缺陷,采用具备消息驱动机制的C/C++搭建仿真平台,模拟真实实际系统中多种偶发事件,利用事件及时处理相关任务;在逼进真实环境同时,极大提高系统仿真效率。仿真过程中,对物理层进行了抽象, 包括:MIMO无线信道建模,MIMO传输模式抽象、LTE-A物理信道建模和HARQ 增益抽象等;并对无线数据链路层进行了建模与实现,包括PDCP、RLC、MAC等。在此基础上,对小区边缘协作用户HARQ重传,在考虑基站间X2接口时延条件下, 对比HARQ重传协作与非协作的性能,得出相当有意义的结论,为后期LTE-A深入华中科技大学硕士学位论文 II 研究奠定了基础。通过对LTE-A系统级平台的搭建,课题组提交的HARQ重传方面的提案、以及码本设计提案,从系统级角度得到有力验证,得到LTE-A标准子组的认可并被接纳, 增强了后续继续研究完善的动力。系统级仿真不仅LTE-A性能分析有了全面的认识, 同时也为后期局部模块级新技术的引入,提供了系统级的验证平台,使性能评估从模块级演进至系统级具有重要意义。关键词:LTE-A系统仿真多入多出多点协作传输华中科技大学硕士学位论文 III Abstract LTE offers high space multiplexing gain and diversity gain with the adoption of MIMO-OFDM as physical