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LTE系统中下行信号检测算法研究

作　者: 郭歌
导　师: 李小文
学　校: 重庆邮电大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: LTE 信号检测 V-BLAST算法 软检测
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 183次
引　用: 1次
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内容摘要


为了进一步满足人们对无线通信传输性能和速率的更高要求,2004年年底,3GPP组织启动了移动通信技术的长期演进(LTE,long term evolution)。LTE采用了OFDM和MIMO作为核心技术。在网络端用多根天线发射信号,在UE端每一路接收天线接收到的数据是发送端所有发射天线经无线信道后的叠加,因此在接收端需要采用信号检测算法恢复出发送端的信号。本文在国家重大科技专项“TD-LTE无线综合测试仪表开发”的背景下,重点对LTE系统下行信号检测算法进行研究,将信号检测算法分为基于传输分集信号检测算法和基于空间复用信号检测算法。每类算法都包括基于硬判决的信号检测算法和基于软信息的软检测。主要的工作包括几个方面:首先在第二章介绍了信号检测算法的概念、作用和下行传输模式,将下行每一种物理信道和下行传输模式、应采用的信号检测算法一一对应起来。在接收端进行信号检测前首先需要确定系统的时频特性,然后分析在接收端如何确定物理信道的传输模式,最后详细阐述了每种下行物理信道的信号检测流程。其次在第三、四章介绍了基于空间复用的信号检测算法,主要包括硬判决的检测算法和turbo软检测。对于硬判决的检测算法,主要在第三章进行阐述,在给出传统的V-BLAST算法和QR分解算法后,引入了两种改进型V-BLAST算法,阐述一种已由他人改进的QR循环迭代算法。最后对改进型算法进行仿真,证实其相对于传统算法的性能改进性。在第四章改进MIMO系统的turbo接收机,使其应用于LTE系统turbo软检测中,详细分析了各个模块的构成,并通过对turbo软检测进行仿真,将各模块采用算法对性能的影响进行了详细分析。最后在第五章介绍了基于传输分集的信号检测算法,首先介绍了发送端传输分集模式下的预编码,为接收端建立信号检测模型做准备。在给出LTE系统最大比合并算法推导过程的基础上,类似于turbo接收机的思想,引入了基于QR分解的turbo软检测,该软检测采用了软信息处理方式,能够适当提升信号检测算法性能。本文详细介绍了turbo软检测内部基于QR分解检测器模块,最后对最大比合并算法和基于QR分解的turbo软检测性能进行分析。通过对信号检测算法进行改进和仿真,可以将其应用到LTE系统下行接收端物理层链路中,完善物理层链路结构。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
缩略表  10-13
第一章 绪论  13-17
  1.1 移动通信技术的发展  13-14
  1.2 本文研究的背景和意义  14-15
  1.3 信号检测算法研究现状  15
  1.4 本文主要研究工作和章节安排  15-17
第二章 信号检测概述  17-29
  2.1 LTE系统的关键技术  17-18
    2.1.1 OFDM技术  17
    2.1.2 SC-FDMA技术  17-18
    2.1.3 MIMO技术  18
    2.1.4 调制技术  18
  2.2 信号检测概念和作用  18-20
  2.3 下行MIMO传输模式  20-21
  2.4 LTE系统的时频特性  21-24
    2.4.1 发送端时频特性  21-23
    2.4.2 接收端时频特性  23-24
  2.5 PDSCH传输模式  24
  2.6 信号检测流程  24-28
    2.6.1 PBCH信号检测流程  25
    2.6.2 PCFICH信号检测流程  25-26
    2.6.3 PHICH信号检测流程  26-27
    2.6.4 PDCCH信号检测流程  27
    2.6.5 PDSCH信号检测流程  27-28
  2.7 本章小结  28-29
第三章 基于空间复用硬判决信号检测算法  29-45
  3.1 基于空间复用系统模型  29
  3.2 传统信号检测算法  29-32
    3.2.1 ML检测算法  29-30
    3.2.2 ZF检测算法  30
    3.2.3 MMSE检测算法  30
    3.2.4 V-BLAST检测算法  30-31
    3.2.5 QR分解检测算法  31-32
  3.3 和ML相结合的V-BLAST算法  32-36
    3.3.1 算法描述  32-33
    3.3.2 算法复杂度分析  33-34
    3.3.3 性能仿真  34-36
  3.4 一种改进型V-BLAST算法  36-41
    3.4.1 算法描述  36-37
    3.4.2 算法复杂度分析  37-38
    3.4.3 性能仿真  38-41
  3.5 一种改进型QR分解检测算法  41-43
    3.5.1 算法描述  41-42
    3.5.2 性能仿真  42-43
  3.6 本章小结  43-45
第四章 基于空间复用的turbo软检测  45-61
  4.1 LTE系统中turbo软检测  45-47
  4.2 信道估计模块  47-49
  4.3 软检测模块  49-52
    4.3.1 MAP算法  49-50
    4.3.2 MMSE算法  50-52
  4.4 turbo编译码模块  52-54
    4.4.1 turbo编码模块  52-53
    4.4.2 turbo译码模块  53-54
  4.5 速率匹配/解速率匹配模块  54-56
    4.5.1 速率匹配模块  54-55
    4.5.2 解速率匹配模块  55-56
  4.6 性能仿真  56-60
  4.7 本章小结  60-61
第五章 基于传输分集的信号检测算法  61-77
  5.1 基于传输分集的预编码  61-64
  5.2 最大比合并算法  64-67
    5.2.1 两天线端口下最大比合并算法  64-65
    5.2.2 四天线端口下最大比合并算法  65-67
  5.3 基于QR分解的turbo软检测  67-70
    5.3.1 下行接收机构造  67-68
    5.3.2 信号模型  68-69
    5.3.3 基于QR分解的软信号检测器  69-70
  5.4 性能仿真  70-76
  5.5 本章小结  76-77
第六章 总结与展望  77-79
  6.1 总结  77
  6.2 展望  77-79
致谢  79-81
参考文献  81-85
附录攻硕期间从事的科研工作及取得的研究成果  85

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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