LTE下行鏈路自適應傳輸算法研究及實現.pdf

1、為了滿足未來移動通信系統(tǒng)對更高數據傳輸速率的需求，3GPP組織近年來啟動了通用移動通信系統(tǒng)(UMTS)的長期演進(LTE)項目。LTE改進并增強了3G的空中接入技術，其下行鏈路采用正交頻分復用多址接入(OFDMA)和多輸入多輸出(MIMO)相結合的技術，能夠有效地對抗信道的頻率選擇性衰落并顯著提高系統(tǒng)的頻譜利用率。本論文研究LTE系統(tǒng)自適應傳輸算法和硬件實現方法以及下行鏈路發(fā)送端的FPGA硬件實現。
　　本文首先研究LTE下行鏈路

2、的自適應傳輸算法。根據LTE下行鏈路預編碼MIMO-OFDM系統(tǒng)模型，以最大化MIMO信道的數據傳輸速率為目標，推導了下行鏈路的自適應傳輸算法。接收端利用信道狀態(tài)信息進行秩、預編碼矩陣和調制編碼方式的選擇并且反饋到發(fā)送端。發(fā)送端利用接收到的反饋信息，選擇傳輸碼字的個數及調制編碼方式、MIMO傳輸的數據流個數以及預編碼矩陣，從而形成LTE下行鏈路自適應傳輸的完整技術方案。為了確定秩和預編碼矩陣，比較了兩者獨立選擇和聯合選擇算法的差別，得到

3、了一種適合LTE下行鏈路的自適應傳輸算法。仿真結果表明，自適應傳輸方案能夠有效地自適應于各種MIMO信道環(huán)境，可以獲得較高的頻譜效率和較低的誤碼字率。
　　其次研究LTE下行鏈路自適應傳輸算法的簡化以及DSP硬件實現方法。雖然秩和預編碼矩陣的聯合選擇算法對于LTE系統(tǒng)來講是最優(yōu)的，但是在計算過程中涉及到了矩陣的求逆，要以窮舉的方式反饋所有可能性對應的量度，實現復雜度較高。為此研究了簡化矩陣求逆的算法，并基于Householder變

4、換碼本的結構和性質，研究了減少反饋復雜度的方法。在此基礎上，對自適應傳輸模塊各個主要信號進行了定標和定點化分析，得到了一個合理的定標方案，使得所選的定標方案具有較高的量化信噪比，并結合課題組項目中硬件資源的具體情況，對通過DSP實現自適應傳輸模塊的方法進行了討論，給出了具體的DSP程序設計流程。
　　最后研究了LTE實驗驗證系統(tǒng)下行鏈路發(fā)送端的設計及FPGA實現。由于課題組項目的需要，簡述了在LTE物理層協(xié)議基礎上進行修改與簡化后