LTE链路级仿真实现及多用户检测技术研究
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摘要
LTE是3GPP的长期演进项目,它是以OFDM和MIMO作为主要技术特征,支持更高的系统带宽,以及更快的数据速率。作为3G到4G的过渡,LTE实现了系统性能的很好提升,而后续LTE-A也被广泛地关注和研究,LTE在国内的研究十分广泛,且研究成果十分丰富。
本文将以LTE相关协议作为仿真和研究的主要依据,使用matlab仿真工具进行LTE链路级仿真,以仿真曲线作为性能分析的依据。
论文在综合研究移动通信系统的发展历程,LTE系统的目标,主要性能和多种LTE系统中的关键技术的基础上,选取LTE链路级仿真作为主要的仿真平台,系统地研究了链路级仿真技术,以物理层协议作为实现平台的依据,对LTE链路级仿真中所涉及的链路级技术进行了模块分类,完成了仿真平台的部分设计,并实现了功能模块的搭建,土行链路部分重点实现PUCCH信道的模块搭建,对PUCCH的多种格式进行了分析,并在完成平台模块的基础上进行了相应功能的仿真工作,采用BLER等作为性能指标,通过仿真曲线验证性能。
本文的研究重点是多用户检测技术,在对传统的多用户检测算法研究的基础上,学习了多种多用户检测器的原理,并选取了一种多用户检测算法进行了功能模块的实现和添加,设定PUCCH formats2a/2b的多用户检测作为研究对象,通过算法理论分析和仿真性能曲线,对算法提出了能够有效提高参考信号的利用率,同时得到较好多用户检测性能的算法改进,并通过仿真实现验证了改进后算法的可行性。
在波束赋形技术方面,文章研究了单用户单流波束赋形和单用户双流波束赋形,选取了波束赋形的GOB和EBB算法进行了详细地分析,并在仿真平台上进行了算法功能模块的实现,分别对两种算法的性能进行了仿真验证,并取得了相应的分析结果。
LTE is the3GPP Long Term Evolution project, which uses OFDM and MIMO as its main technical features, and supports higher system bandwidth, and faster data rates. As a transition from3G to4G, LTE achieves a good system performance, LTE-A has also been in extensive attention, the research results of LTE is very rich.
This article will use LTE related protocols as the main basis of the simulation and research, and uses matlab simulation tool to do LTE link level simulation and simulation curve to make performance analysis.
On the basis of the study of the development of the mobile communication system, the goal of the LTE system, performance indicators, and LTE systems technologies, this paper selects LTE link level simulation as the simulation platform, does a systematic study of the link level simulation technology, and uses the physical layer protocols as the basis,it does module classification, and completes the part of the design of the simulation platform. For the uplink part, the focus is PUCCH channel module structures, this paper analyses multiple formats of PUCCH, and simulates corresponding function on the completed platform, using BLER etc as performance indicators, does performance verification based on the simulation curve.
The focus of this research is multi-user detection technology, this paper studies traditional multi-user detection algorithm and a variety of multi-user detectors, a multi-user detection algorithm is selected to complete functional modules and add to the platform, set PUCCH formats2a/2b multi-user detection as a research object, based on the algorithm theoretical analysis and simulation performance curve, the proposed algorithm can effectively improve the utilization of the reference signal, and get better multi-user detection algorithm performance improvements and simulation verify the feasibility of the improved algorithm.
For beamforming technology, the paper studies single-user single-stream beamforming and single user double-stream beamforming, selects the GOB and EBB beamforming algorithm and makes a detailed analysis, and completes the algorithm module on the simulation platform, simulates the performance of the two algorithms and gets the analysis results.
本文将以LTE相关协议作为仿真和研究的主要依据,使用matlab仿真工具进行LTE链路级仿真,以仿真曲线作为性能分析的依据。
论文在综合研究移动通信系统的发展历程,LTE系统的目标,主要性能和多种LTE系统中的关键技术的基础上,选取LTE链路级仿真作为主要的仿真平台,系统地研究了链路级仿真技术,以物理层协议作为实现平台的依据,对LTE链路级仿真中所涉及的链路级技术进行了模块分类,完成了仿真平台的部分设计,并实现了功能模块的搭建,土行链路部分重点实现PUCCH信道的模块搭建,对PUCCH的多种格式进行了分析,并在完成平台模块的基础上进行了相应功能的仿真工作,采用BLER等作为性能指标,通过仿真曲线验证性能。
本文的研究重点是多用户检测技术,在对传统的多用户检测算法研究的基础上,学习了多种多用户检测器的原理,并选取了一种多用户检测算法进行了功能模块的实现和添加,设定PUCCH formats2a/2b的多用户检测作为研究对象,通过算法理论分析和仿真性能曲线,对算法提出了能够有效提高参考信号的利用率,同时得到较好多用户检测性能的算法改进,并通过仿真实现验证了改进后算法的可行性。
在波束赋形技术方面,文章研究了单用户单流波束赋形和单用户双流波束赋形,选取了波束赋形的GOB和EBB算法进行了详细地分析,并在仿真平台上进行了算法功能模块的实现,分别对两种算法的性能进行了仿真验证,并取得了相应的分析结果。
LTE is the3GPP Long Term Evolution project, which uses OFDM and MIMO as its main technical features, and supports higher system bandwidth, and faster data rates. As a transition from3G to4G, LTE achieves a good system performance, LTE-A has also been in extensive attention, the research results of LTE is very rich.
This article will use LTE related protocols as the main basis of the simulation and research, and uses matlab simulation tool to do LTE link level simulation and simulation curve to make performance analysis.
On the basis of the study of the development of the mobile communication system, the goal of the LTE system, performance indicators, and LTE systems technologies, this paper selects LTE link level simulation as the simulation platform, does a systematic study of the link level simulation technology, and uses the physical layer protocols as the basis,it does module classification, and completes the part of the design of the simulation platform. For the uplink part, the focus is PUCCH channel module structures, this paper analyses multiple formats of PUCCH, and simulates corresponding function on the completed platform, using BLER etc as performance indicators, does performance verification based on the simulation curve.
The focus of this research is multi-user detection technology, this paper studies traditional multi-user detection algorithm and a variety of multi-user detectors, a multi-user detection algorithm is selected to complete functional modules and add to the platform, set PUCCH formats2a/2b multi-user detection as a research object, based on the algorithm theoretical analysis and simulation performance curve, the proposed algorithm can effectively improve the utilization of the reference signal, and get better multi-user detection algorithm performance improvements and simulation verify the feasibility of the improved algorithm.
For beamforming technology, the paper studies single-user single-stream beamforming and single user double-stream beamforming, selects the GOB and EBB beamforming algorithm and makes a detailed analysis, and completes the algorithm module on the simulation platform, simulates the performance of the two algorithms and gets the analysis results.
引文
[1]李明晶.信道上LDPC码的译码算法及应用研究.[学位论文].吉林.吉林大学.2007年.
[2]Gu Guifen and Peng Guili. The survey of GSM wireless communication system. Proceedings of ICCIA 2010-2010 International Conference on Computer and Information Application, p 121-124,2010.
[3]Erik Dahlman, Stefan Parkvall, and Johan Skold.4G LTE/LTE-Advanced for Mobile Broadband.2011.p 8-12.p 152-153,p 210.
[4]Stefania Sesia, Issam Toufik and Matthew Baker. LTE-The UMTS Long Term Evolution:From Theory to Practice.2009.
[5]Chen Shanzhi and Wang Yingmin. Technical innovations promoting standard evolution:From TD-SCDMA to TD-LTE. IEEE Wireless Communications, v 19, n 1, p 60-66, February 2012, FUTURE RESEARCH DIRECTIONS OF WIRELESS DEVELOPMENTS.
[6]沈嘉,索士强,全海洋等.3GPP长期演进(LTE)技术原理与系统设计.人民邮电出版社.2010年.p 6-7
[7]Erik Dahlman, Stefan Parkvall, Johan Skold etc.3G Evolution HSPA and LTE for Mobile Broadband.2007.
[8]李仁波.3GPP LTE物理层链路关键技术研究.[学位论文].山东.山东大学.2011年.
[9]Chen Jian, Li Hewu, Zhang Feixiong etc. MIMO mode switching scheme for rate adaptation in 802.11n wireless networks. GLOBECOM IEEE Global Telecommunications Conference,2011.
[10]王晓东,张炎炎,赵旭淞.TD-LTE关键技术与网络规划策略.电信工程技术与标准化.2012年7期.p1-4.
[11]吴承承,白炜,桑林.LTE小区间干扰抑制技术介绍及比较.邮电设计技术.2008年.p41-43.
[12]Leost Yann, Abdi Moussa, Richter Robert etc. Interference rejection combining in LTE networks. Bell Labs Technical Journal. v 17, n 1. p 25-50. June 2012.
[13]秘俊杰.TD-LTE多天线技术应用研究.数字通信.2011年6期.p22-23.
[14]肖华华,朱登魁,胡留军.自适应多天线技术.中兴通讯技术.2011年2期.p52.
[15]褚震雷,刘愔,陈明.多天线技术提升TD-LTE网络性能.通信世界.2012年8期.p24.
[16]Wen Kai, Su Yingbo, Jin Yu etc. Realization of link-level simulation platform of TD-LTE based on Matlab. Lecture Notes in Electrical Engineering, v 121 LNEE, p 719-725,2011.
[17]3GPP. TS 36.211 V9.3.0. Physical Channels and Modulation.2010年9月.
[18]Zhang Yang, Jin Rouyu, Zhang Xin etc. Study on link-level simulation in. multi-cell LTE downlink system. Proceedings-2011 4th IEEE International Conference on Broadband Network and Multimedia Technology. IC-BNMT 2011. p 168-172.2011.
[19]孔祥伦.DS-CDMA系统中的盲多用户检测器及相关的恒模算法.西安邮电学院学报.2008年1期.p40-41.
[20]Rezaaifar Ehsan, Elhakeem Ahmed K. Hybrid multi-user detection scheme for CDMA systems. AEU-Archiv fur Elektronik und Ubertragungstechnik. v 53, n 2. p 106-113.1999.
[21]唐湘义.DS-CDMA通信系统中线性多用户检测技术的研究.[学位论文]广西.广西大学.2003年.
[22]Zhang Peng and Su Hongwei. The Multi-user Detection Technique in CDMA System.北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议.2007年.
[23]Zhu Yichao, Gan Liangcai, Xiong Junqiao etc. Single-user and multi-user detection performance of synchronous shortwave differential frequency hopping multiple-access systems. Dianzi Yu Xinxi Xuebao/Journal of Electronics and Information Technology. v 32, n 1. p 151-156. January 2010.
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[28]冯兴乐,李蔚,孙瑞宁等.WCDMA系统中的差分最小均方误差多用户检测算法.数据采集与处理.2012年3期.p273-274.
[29]张九龙,酆广增.CDMA移动通信系统中的多用户检测技术.邮电设计技术.2002年.p35-38.
[30]朱冰莲,李波.分组部分并行软干扰消除的多用户检测.计算机工程.2011年2期.p275-276.
[31]王砚.基于径向基函数神经网络多用户检测算法的研究.[学位论文].太原.太原理工大学.2007年.
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[33]史律.直接序列扩频多用户检测算法.科技资讯.2011年36期.p7.
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[36]Wang Dongyu, Liu Wenkai, Yang Jun etc. Group-blind multi-user detection under multi-path channel.中国邮电高校学报(英文版).2010年03期.p45.
[37]张向鹏,余建国,邹丽红等.TD-LTE系统中的一种智能天线校准的方法.电信科学.2012年3期.p62-63.
[38]赵霞.TD-SCDMA系统中智能天线的部署探究.科技创新与应用.2011年21期.p29.
[39]代才莉,赵阔,赵舒.智能天线在TD-SCDMA网络优化中的应用研究.北京电力高校专科学校学报{社会科学版}.2012年8期.p511.
[40]焦慧颖.LTE中双流波束赋形的标准化进展.现代电信科技.2009年9期.
[41]李克,饶毅.TD-SCDMA智能天线系统原理、实现及现场测试方案浅析(上).中国无线电.2006年5月.p30-31.
[42]Shi Wentao, Huang Jianguo, Hou Yunshan. Fast DOA estimation algorithm for MIMO sonar based on ant colony optimization.系统工程与电子技术(英文版)2012年2期.
[43]马建涛,许波,张忖. TD-SCDMA系统室外空分复用特征分析.邮电设计技术.2012年3期.p 50-51
[44]饶毅,李克.TD-SCDMA智能天线系统的特点及测试.电信科学.2007年12月.p79-81
[45]叶园.波束赋形技术在TD-SCDMA网络优化中的应用.通信技术.2009年10期.p 90-91
[46]郑建光.基于特征值的波束形成(EBB)方案研究.[学位论文].南京.南京邮电大学.2011年.
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