XSRP平台的TD-LTE物理层协议实验设计

针对通信技术更新迅速,导致LTE等无线通信设备更新价格昂贵,从而提出使用通用软件无线电开发平台XSRP实现TD-LTE物理层协议实验,设计并实现了TD-LTE物理层协议的收发通信实验。设计的实验中XSRP和上位机通过以太网口传输数据流,基于软硬件协同,上位机利用Matlab负责获取处理基带数据流和配置XSRP射频参数,XSRP负责数据实时处理和射频收发。通过实验表明:基于XSRP通用平台的收发天线,在真实信道环境条件下实现了多机通信,真实模拟了TD-LTE物理层协议的实现过程,接近现实的通信系统,为移动通信系统协议栈的原型开发与验证提供了范例。

TD-LTE宽带集群在轨道交通跨线运营中的解决方案

针对不断发展的轨道交通跨线运营需求,基于分时长期演进(TD-LTE)宽带集群技术,提出了一种使用TD-LTE宽带集群系统完成无线列车调度的跨线运营解决方案。介绍了TD-LTE技术的特点及多线路跨线运营特点,针对基于TD-LTE技术的城市轨道交通无线车地通信(LTE-M)的互联互通需求,提出LTE-M互联互通解决方案,其中重点介绍了互联互通网络架构、数据通信业务实现方式以及集群跨线业务场景功能实现,为轨道交通行业后续多线路跨线运营提供了切实可行的建设思路。

基于TD-LTE参考信号仿真结果的基站电磁安全性分析

为了简化TD-LTE基站(工作频率为1885~1905 MHz)电磁环境的安全性评估过程,本文首先提出了基于射线跟踪的建模方法,仿真了TD-LTE基站的参考信号(RS)强度,并通过基站RS接收功率的实地测量结果对仿真结果进行验证,以证明本论文所提出的建模方法的可靠性。其次,提出基于运用RS信号强度仿真结果进行基站电磁环境电场强度的计算方法,根据仿真结果进一步结合基站配置参数、指标和链路损耗值,计算出基站主辐射方向上不同位置观测点处的电场强度。计算结果表明:当资源利用率到达最大值时,TD-LTE基站天线主辐射方向上的电场强度为0.008~0.29 V/m,该值分别低于ICNIRP和国标GB8702-2014公众暴露控制限值207倍和41倍以上,表明了该TD-LTE基站电磁环境的安全性。

基于TD-LTE技术的城轨机电设备故障信号分离方法

对故障信号进行分离可以提升城轨机电设备稳定性,为提高城轨机电设备故障信号分离效率,提出了基于TD-LTE技术的城轨机电设备故障信号分离方法.根据非线性函数将设备低维故障信号特征映射到高维空间,引入惩罚函数,对机电设备故障信号进行分类,结合拉格朗日因子算法,提取城轨机电设备故障特征.根据城轨机电设备结构,分析了机电设备受力情况,分析列车受力的传递过程,构建城轨机电设备动力学模型.利用TD-LTE技术采集网络无线接口有关的数据,通过线性瞬时混合,输出机电设备故障观测信号,结合经验模式分解,实现城轨机电设备故障信号的分离.实验结果表明,本方法能够分离出城轨机电设备故障信号,并将误码率和精度分别控制在10%以内和85%以上,大大提高了故障信号的分离效果.

多通道并行TD-LTE小区搜索架构设计与FPGA实现

移动终端通过小区搜索完成与网络的接入工作。为了更快地完成时分长期演进(time division long term evolution,TD-LTE)系统小区搜索过程,与传统数字信号处理(digital signal processing,DSP)串行模式对比,从速度和面积两方面综合考虑,提出一种基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)的多通道并行小区搜索架构。主要工作集中在小区搜索整体方案设计和FPGA硬件实现上,在算法上对整个小区搜索算法架构进行了改进,同时根据硬件需求,利用以时钟换取速度的思想对FPGA硬件实现架构进行了优化。采用多通道并行高速乘法器进行序列相关检测和动态门限配置的方法,大大缩短了TD-LTE小区搜索的处理时间。并以Altera的EP4SGX230KF40C2芯片作为硬件平台进行了Modelsim功能仿真、板级验证等工作。实验结果表明,该设计方案的处理速度和数据精度均满足TD-LTE系统测试要求,性能远优于传统的DSP架构模式,可以应用到实际工程中。

八天线TD-LTE系统的波束赋形算法分析

多天线是天线技术的发展趋势,TD-LTE引入了8发2收的天线配置。基于小间距多天线阵列,利用TDD系统信道互易性,波束赋形技术可以根据上行导频获得信道信息,形成对基带(中频)信号的最佳组合或者分配,补偿无线传播过程中由空间损耗、多径效应等因素引入的信号衰落与失真,同时降低同信道用户间的干扰。EBB(Eigen-based Beamforming)算法是波束赋形主要算法之一,该算法中在整个波束空间中,找到使接收信号功率最大的赋形权矢量。通过仿真,对EBB算法在各种应用场景下的性能进行了分析,结果表明八天线EBB波束赋形算法可以正确实现波束合成,在低速或上行信道信息估计误差较小情况下能够明显提高系统性能。

基于现网设备的TD-LTE4G移动通信实验教学系统构建

构建了由中兴公司现网设备eNodeB、核心网iEPC、万兆路由器、实验室管理系统和学生操作实习终端等构成的实验系统硬件平台,规划设计了实验系统全局资源参数、传输资源参数、邻接网元参数和小区参数,设计了训练学生工程能力的实验,并对实验进行了试做。实验结果表明,实验系统硬件平台可靠、网络参数设计合理,具备培训学生对LTE 4G现网设备的现场维护、设备安装及开通能力的功能,具有很强的实用性。

TD-LTE系统中软输出球形译码检测算法研究

在MIMO-OFDM系统中,基于软判决的检测算法其性能要明显优于基于硬判决的检测算法。传统的基于软判决的检测算法由于其很高的复杂度,从而对实现提出了很大的挑战。鉴于此,通过对软输出球形译码检测算法的研究,引入了一种快速有效的单树搜索球形译码检测算法。该算法极大地降低了MIMO软检测的复杂度,已应用于TD-LTE无线综合测试仪表的开发中。

TD-LTE多带宽数字下变频设计与FPGA实现

分时长期演进(TD-LTE)系统为了满足各种环境的需要,支持6种不同的带宽和基带速率。为了满足TD-LTE系统多带宽和多速率的要求,设计了一种兼容TD-LTE多带宽和多速率的多带宽数字下变频方案。方案中采用了时分复用技术、抽取滤波的合理搭配和高性能滤波器实现了资源优化和输出信号的高信噪比。此外,对数字混频器和抗混叠滤波器进行改进,设计出了基于坐标旋转数字计算法(CORDIC)的流水线型混频器和高速并行可配置滤波器。软件仿真和硬件测试证明了TD-LTE多带宽数字下变频的正确性,且具有灵活性、高性能和低资源消耗的特点以及较高的工程实用价值。

铁路TD-LTE专网系统解决方案

为满足当前铁路不断增加的通信需求,结合TD-LTE通信技术的优势,提出一种铁路TD-LTE无线专网系统方案。在保证铁路无线网络业务安全性和设备可靠性的前提下,详细说明系统网络中各网元的具体功能,对此方案中的实现难点进行详细的分析,针对不同场景提出相应的解决方案,在满足铁路通信中的有线和无线综合业务的同时,也满足了铁路企业多样的通信需求,真正实现高速铁路通信的现代化信息网络平台。

TD-LTE系统中RACH信号检测的仿真与实现

提出了TD-LTE系统中RACH(随机接入)信号检测算法。该算法利用ZC(Zadoff-Chu)序列和FFT(快速傅里叶变换)特点,结合循环相关函数为eNodeB提供快速有效的随机接入。仿真结果表明,在不同的信道环境下,该检测算法都能较好地工作,具有快速稳定、易于实现等优点。

基于5.9GHz的TD-LTE的城市轨道交通通信系统测试研究

为解决现有城市轨道交通车-地通信系统在2.4GHz频段的同频干扰、高速适应性差以及多种业务的综合承载问题,北京地铁建设管理有限公司和北京交通大学、北京全路通信信号研究设计院以及华为公司在北京国家环形铁道试验线进行了基于5.9GHz的TD-LTE的城市轨道交通通信系统现场测试研究。测试中车-地通信的传输媒介包括漏泄波导和无线自由波,承载的业务包括CBTC、PIS、CCTV和列车运行状态监测业务。测试结果表明:5.9GHz漏泄波导的传播特性优于无线自由波,所测试的TD-LTE系统在承载综合业务时,能保证CBTC业务的业务质量。

TD-LTE系统中基于FPGA的解调与解扰的仿真和实现

基于FPGA实现TD-LTE系统中的解调与解扰。包括解调与解扰的介绍、max-log-map算法的介绍、方案的构成、FPGA实现流程以及实现结果分析。在Virtex-6芯片上进行了仿真、综合、板级验证。实现结果表明,该解调与解扰算法应用到TD-LTE射频一致性测试仪表中具有良好的高效性和可靠性。

TD-LTE终端协议栈TTI Bundling方案的实现

TD-LTE系统中小区边缘终端的信道质量较差,为了达到较好的上行覆盖LTE提出了TTIBundling技术。通过研究3GPP TD-LTE协议中物理层协议和MAC协议,归纳出TTI Bunding模式在不同的上下行配比帧结构上HARQ进程相关连的授权、发送和基站反馈间的时序关系。TTI Bundling实现是基于TD-LTE不同配比下的帧结构时序关系。最后以TD-LTE协议栈为基础,使用规范和描述语言(SDL)/数表结合仿真法(TTCN)实现该功能。

基于MIMO双流的TD-LTE室内分布覆盖系统的设计

针对目前国内外还没有一个数学模型和算法来解决现有TD-LTE室内分布覆盖系统的改造和扩容方案中的MIMO双通道模式工程改造量、协调量和投资均较大的问题,建立了一路新建、一路合路方式的MIMO双通道无源室内分布系统模型,并针对该模型设计了一种基于种群分解策略求解的算法.

基于FPGA的TD-LTE系统中Turbo译码的仿真与实现

基于Log-MAP算法,提出一种利用Virtex-5系列FPGA芯片实现Turbo译码算法的方案。分析研究了Turbo码的译码算法以及FPGA与DSP之间数据的并行传输,并以Virtex-5芯片为硬件平台,进行了测试仿真、综合实现、板级验证、联机验证等工作。实验结果表明,该实现方案具有良好的可行性和稳定性,已经应用在TD-LTE无线综合测试仪中。

TD-LTE系统中基于奇异值分解的高效波束赋形方法

为了克服TD-LTE系统中传统的基于矩阵信道的迭代波束赋形方法复杂度较大且可能不收敛的问题,提出一种基于奇异值分解的高效波束赋形方法。该方法利用系统终端侧仅有2根天线的系统特性,采用基于2×2矩阵特征值分解公式的矩阵信道奇异值分解获得波束赋形天线加权向量;不仅可以直接获得精确的加权向量,而且相对于传统迭代方法大幅降低了复杂度。理论分析和仿真结果验证了所提方法的有效性。

基于路测的TD-LTE网络优化分析

移动互联网的高速发展以及4G移动网络的逐渐商用,将带动全球通信行业产生前所未有的巨大变革。面对高速增长的4G用户数以及用户对移动网络更丰富的需求、更优异的体验,4G网络优化更加凸显其在网络质量中的地位。基于路测,对单站的网络优化重要指标进行分析,并结合实测数据对可能造成无线网络上下行吞吐率不稳定等问题的原因进行排查定位,达到覆盖、容量、质量的最佳组合,提高用户满意度,提升运营商的品牌形象。

一种TD-LTE系统下行辅同步信号检测方法

基于相干检测和使用部分相关的非相干检测,提出了一种适用于TD-LTE系统下行辅同步信号SSS(Secondary Synchronization Signal)的检测方法。根据SSS索引号(m0,m1)对应关系,通过优化降低了索引号m1的检测运算量。仿真结果表明,在不同的信道环境下,本文提出的SSS检测方法能较好地工作,具有稳定、检测复杂度低等优点。

TD-LTE电力无线专网中射频失配下MIMO功率分配算法

随着智能配电网的发展,采用TD-LTE技术的电力无线专网逐渐成为了热门的研究课题。其中,多输入多输出(MIMO)系统是TD-LTE电力无线专网的一项关键技术。在TD-LTE中,常采用时分双工的方式估计信道信息,进行合适的功率分配,使得通信系统的频谱效率最大化。然而由于射频链路的不匹配,在实际的通信系统中完整的上下行信道并不能实现完全的对称。分析了射频不匹配下MIMO系统的性能,给出了次优的功率分配方案,结合近似的容量表达式,对比分析了射频失配和匹配下的系统频谱效率。仿真结果表明,相比于最优功率分配,次优功率分配算法下的系统容量会有一定的损失,但是相对于等功率分配算法仍有一定的性能提升,并且不需要复杂的校准过程,便于操作实现,证明了该次优功率分配算法的有效性。