LTE-A系统物理上行共享信道的多核DSP实现算法研究
Research on Multicore DSP Realization Algorithm of Physical Uplink Shared Channel in LTE-A System
LTE-A系统作为LTE系统的平滑演进,在移动通信系统的演进过程中起到了良好的推动作用.PUSCH(Physical Uplink Shared Channel,物理上行共享信道)作为LTE-A系统上行数据信道,对整个系统的性能和上行数据的传输速率起着关键性的作用.本文基于"LTE Multi-UE基站负载、容量测试关键技术研究"和"FDD-LTE-A信号接收处理技术"项目的工作需求,主要研究了LTE-A系统PUSCH信道实现的关键技术,并且在多核DSP芯片TMS320C6670上完成了PUSCH相关模块的功能验证.论文主要工作如下:首先,论文基于3GPP R12版本物理层协议,对LTE-A系统物理层时频资源和关键技术进行了概述,分析了PUSCH基带处理流程,对相关模块进行了简单介绍,详细研讨了DMRS(Demodulation Reference Signal,解调参考信号)的生成过程,并分析了其特点.其次,针对LTE-A增强型MIMO技术,论文重点研讨了信道估计算法,介绍了LS和MMSE等传统算法,并对LS时域加窗信道估计算法进行了研究.根据DMRS的特点,讨论了基于LS的线性插值算法,并利用变换域插值算法对其进行了改进,给出了基于LS的IDFT/DFT插值算法和基于LMMSE的IDFT/DFT插值算法.最后本文分别在EPA和ETU信道模型中,利用Matlab对这几种信道估计算法进行了仿真,结果表明基于LMMSE的IDFT/DFT插值算法具有更好的性能.再次,论文重点研究了基于DSP的PUSCH发送模块的设计与实现,主要包括对多核导航结构的分析,以及对基于多核导航的BCP(Bit CoProcessor,位协处理器)和FFTC(Fast Fourier Transform Coprocessor,快速傅里叶变换协处理器)的研究.基于PUSCH发送链路流程,利用BCP实现CRC添加、码块分割、速率匹配、加扰和调制,利用FFTC实现传输预编码和生成基带信号模块.通过对比DSP与Matlab的处理结果,发现两者的处理结果存在10-8数量级的均方误差,另外,从处理时间角度对FFTC和BCP应用在PUSCH中的可行性进行了分析.最后,论文研究了基于DSP的PUSCH接收模块的设计与实现,在DSP上对LS时域加窗信道估计算法进行了详细的设计与实现,并利用FFTC对其进行了优化处理.研究了ZF、MMSE和QR等算法,通过性能仿真和复杂度对比选定QR算法作为PUSCH信号检测算法,并在DSP上对该算法进行了实现.通过与仿真链路联合测试,得出TMS320C6670的精度要低于Matlab的精度,但误差比较小,可以满足LTE-A系统的要求.
- 作者：
- 谭博
- 学位授予单位：
- 重庆邮电大学
- 专业名称：
- 信息与通信工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2017年
- 导师姓名：
- 张德民
- 中图分类号：
- TN929.5
- 关键词：
- LTE-A；物理上行共享信道；多核DSP；信道估计；协处理器
- LTE-A； PUSCH； multicore DSP； channel estimation； coprocessor