基于Intel AVX2的LTE DFT和IDFT快速算法

通用处理器(GPP,General Purpose Processor)技术的快速发展,为LTE基带信号实时处理提供了一条新的途径。在LTE系统中,DFT和IDFT分别是手机上行发送和基站上行接收中的重要模块。根据3GPP协议,LTE DFT和IDFT处理点数是复合数,文章通过混合基算法以取代直接计算算法,并充分利用GPP平台大存储量的优势及Intel AVX2指令进行并行计算能力,最终使得该算法实现平均每处理1点仅耗时2个cycles,接近FPGA硬件处理性能,满足了LTE系统的实时性要求。经验证,基于GPP平台的DFT和IDFT模块运行结果正确,并且耗时极短。

LTE-A中一种改进的基于DFT的信道估计算法

结合实际LTE-A(增强型长期演进)系统,研究了基于DFT(离散傅里叶变换)的信道估计算法,针对其存在的CIR(信道冲激响应)能量泄露问题,提出了一种改进的DFT算法,利用递推数列重构CIR,抑制噪声并减小能量损失,并将处理后的CFR(信道频域响应)抖动点用LS(最小二乘)结果进行替换,进一步抑制吉布斯现象。仿真结果表明,改进算法的性能优于LS和传统DFT算法。

一种基于DFT的LTE下行信道估计算法

针对LTE的下行链路,提出了一种基于离散傅立叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)的信道估计算法,并与最小平方(Least Square,LS)估计算法和传统的基于DFT的信道估计算法进行性能比较。通过计算机仿真分析得出,所提出的信道估计算法能更好地抑制高斯白噪声的影响,与传统的基于DFT的信道估计相比有一定的性能增益,而且计算复杂度也较低,比较适合LTE下行链路。

LTE上行DFT硬件加速器的设计

针对LTE上行链路离散傅里叶变换(DFT)预编码的多模式需求,提出了一种基于ASIC的DFT硬件电路实现方案。采用基于WFTA算法的基4/2/5/3蝶形运算单元实现35种长度的DFT运算,采用二维缓存结构实现蝶形单元流水处理。在200 MHz时钟频率、SMIC 40 nm工艺条件下,硬件电路面积为0.87 mm2,功耗为12.5 m W。仿真与综合结果表明,文中设计的DFT硬件加速器具有运算速度快、存储资源占用少的优点,适合于LTE工程应用。

LTE上行多址接入系统DFT-S-GMC和DFI-S-OFDM性能研究

本文在分析两种LTE上行多址接入系统信号产生的基础上,对DFT-S-GMC和DFT-S-OFDM系统信号的峰均比性能和同步性能进行了仿真分析。从仿真结果分析得出两种系统信号的峰均比性能相当,DFT-S-OFDM-D同步效果相对较好的结论。研究结果可为下一代移动通信系统选择上行多址方案提供参考。

LTE上行DFT/IDFT的一种设计实现

根据3GPP协议规定,提出一种适于FPGA实现的解决方案。采用分而治之和WFTA的算式分解,最大限度地减少DFT的运算量;采用块浮点动态截取多余位宽,减少系统面积;运用4个双端口RAM读写,使系统能运行在流水线结构;采用对称结构存储每一级的旋转因子,最大化共享因子。

3GPP LTE中的OFDMA和SC-FDMA性能比较

在3GPPLTE系统的上行多址方式的研究中,正交频分多址接入(OFDMA)和基于傅立叶变换扩展的正交频分复用(DFT-SOFDM)以各自的优势成为热门的候选方案。由相同的仿真参数下的仿真结果来看:在未编码的条件下,当误码率(BER)为10-3时,OFDMA优于DFT-SOFDM1dB;在采用Turbo编码的条件下,当BER为10-3时,OFDMA与DFT-SOFDM相比,有3dB的增益;在结合MIMO技术的系统中,OFDMA和DFT-SOFDM性能的差别将增大。由于OFDMA的峰值平均功率比(PAPR)可以降低到3GPP要求的6dB以下,OFDMA的链路级性能优于DFT-SOFDM。

LTE系统中FFT的研究与DSP实现

通过对常用快速傅里叶变换算法原理的研究分析,提出了一种简单有效的FFT算法实现方案,该方案已经在TMS320C64x DSP中实现。将FFT算法程序在CCS3.3中运行,验证了该方案的可行性、高效性。该方案已应用于LTE-TDD无线综合测试仪表的开发中。

LTE系统物理层仿真平台的建立及实现

本文介绍了LTE物理层上下行链路的基本结构及其采用的关键技术,并使用Matlab对系统物理层进行了仿真,对于LTE的研究有重要的意义,并将加速LTE的商用化进程。

LTE-A随机接入基带信号产生简化算法研究

为了研究LTE/LTE-A系统中物理随机接入基带信号产生的简化算法,减少实现的复杂度,通过对LTE-A协议的研究,分析随机接入基带信号产生公式,推导出基带信号产生实现的步骤；对PRACH格式0～3和格式4进行了详细研究,对基带信号的产生提出了三种解决方案；对PRACH格式0～3中的24 576点的DFT和IDFT算法简化进行了研究,并分别从时域和频域进行了算法仿真验证和比较。分析结果表明,方案3为最佳实现方案,将插值点直接定义为每个数据的重复,将24 576点IDFT简化为统一进行2 048点IDFT。上述PRACH基带信号实现方法在LTE-A基带芯片中得到了工程的实际运用。

3GPP LTE上行链路关键技术分析

为了提高第3代移动通信技术在无线接入领域的竞争力,3GPP提出了第3代移动通信的长期演进计划,即LTE。本文介绍了引入3GPPLTE目地以及它的目标和需求,重点研究了上行链路中的几个关键技术,最后对LTE的发展趋势进行了讨论。

LTE-A上行链路子载波分配及PAPR性能的研究

LTE-A系统已经成为4G最具有竞争力的候选方案。LTE-A系统中多址技术上行采用具有单载波特性的DFT-S-OFDM(包括集中式资源分配和分布式资源分配,是单载波频分多址接入方式(SC-FDMA)的频域实现形式)和OFDMA的混合技术,下行采用OFDMA技术。文章着重研究了DFT-S-OFDM的子载波分配方式,进行理论分析推导,仿真出在不同调制方式下,SC-FDMA系统和OFDMA系统的PAPR(Peak-to-AveragePowerRatio)性能,分析得出OFDMA系统较SC-FDMA系统有大的PAPR值,且随着带宽的增大而增大;SC-FDMA系统的PA-PR不但与带宽有关,而且与调制方式和子载波映射方式有关。带宽越宽,PAPR越大;QPSK调制PAPR最小;集中式映射的PAPR比分布式映射的PAPR大。

一种适用于LTE上行链路的低复杂度信道估计算法

提出了一种适用于3GPP长期演进(Long Term Evolution,LTE)系统上行链路的信道估计算法。为了降低抑制噪声过程中信道能量的损失,该算法对最小二乘(Least Square,LS)算法的时域结果采用从中间向两端搜索的方式进行能量检测。仿真结果表明,该算法与LS算法、传统的基于DFT的估计算法、线性最小均方误差(Linear Minimum Mean Square Error,LMMSE)算法及负指数LMMSE算法相比,性能良好,且易于实现,具有很好的实用性。

一种LTE上行多用户MIMO信道估计算法

LTE系统支持上行多用户MIMO,采用多用户MIMO时不同用户的参考信号资源映射位置完全重叠,这给信号估计带来一定的困难。针对上述场景利用Zadoff-Chu序列的性质提出了一种多用户MIMO场景下基于DFT的信道估计算法。该算法能够有效地区分不同用户的参考信号并通过去噪声、减小边缘效应等手段使得信道估计有较好的效果,提升了用户的检测性能。

基于动态故障树的LTE-R通信系统可靠性分析

LTE-R无线通信系统可为铁路通信网络提供数据传输支持,实现列车安全可靠运行,然而目前针对该系统的可靠性与失效动态特性分析较少。提出一种基于动态故障树(DFT)的LTE-R系统可靠性分析方法。通过分析网络结构和服务质量指标对列车行车的影响,给出LTE-R可靠性特征量定义,从而建立DFT分析模型,并采用Markov方法和二元决策图(BDD)方法分别计算单网、双网和射频拉远单元3种交织冗余结构的可靠性指标。分析结果表明,双网交织冗余结构可靠性最高,稳态有效度达到99.99986%,单网交织冗余结构可靠性最低,稳态有效度为99.99369%。

TD-LTE上下行技术分析及建议

TD-LTE上下行传输技术直接决定了用户在移动通信中的感知度。通过对OFDM调制技术、TD-LTE上下行传输技术以及上下行资源映射进行分析,从理论上较为全面地介绍了TD-LTE上下行技术,并提出一些参考性建议。

TD-LTE正交频分复用调制技术研究

正交频分复用调制技术是TD-LTE系统的关键技术之一。通过介绍OFDM系统的工作原理,分析了OFDM系统的正交特性,并采用MATLAB仿真,重点对OFDM系统的调制解调技术进行分析,为从事TD-LTE管理、维护和优化的专业工程技术人员提供了有利参考。

基于LTE上行SC-FDMA信道估计

基于LTE上行链路SC-FDMA调制技术,提出了一种改进的变换域信道估计算法.该算法在循环前缀以内引入门限,进一步去除噪声.经仿真验证,在SER和MSE性能方面此算法相对LS算法和传统算法在较低信噪比情况下有较好的改善;在高信噪比情况下,本算法由于门限选择的原因导致性能下降.

一种基于DFT变换的多径信道估计改进算法

根据LTE(长期演进)系统下行链路的要求,结合硬件实现的实用性分析传统的信道估计算法,对信道估计中噪声区间不连续的情况、DFT(离散傅里叶变换)运算造成的频谱泄露问题、循环前缀长度内噪声不易消除等提出一种通过频域加窗,对噪声进行估计修正和对循环前缀内的信号进行滤波的方法对算法进行改进。通过对算法进行仿真,结果表明在增加少量算法复杂度上,提高了算法的准确性,提高系统的性能,适合于硬件的实现。

TD-LTE上行侦收中物理共享信道用户码流的恢复

在TD-LTE上行链路侦收中对用户信号进行非合作解调、获取其传输码流是后续用户特征信息分析的重要前提,同时也是实施移动通信终端精准管控的必要条件。针对这一需求,基于TD-LTE上下行帧结构时域特征之间的对应关系,通过下行侦察引导来获得上行定时粗同步,然后利用相位差值序列的频域线性相位特征来实现解调参考信号基序列的识别与定时精同步。在利用解调参考信号进行侦察信道估计与补偿之后,通过频域数据的傅里叶逆变换最终恢复出上行物理共享信道中DFT扩展的OFDM信号的调制星座图,从而得到用户传输码流。采集实际TD-LTE信号作为试验对象成功恢复出用户码流,验证了上述方法的有效性与实用性,为后续TD-LTE移动终端管控设备的研制提供了参考。