LTE物理层PBCH并行计算的实现

LTE已正式商用,空口监测设备为LTE技术大规模应用提供重要支撑,实时性测试是LTE相关网络测试设备的必须要求,但终端理论下行速度已达到100Mbps,传统的测试仪表采用嵌入式结构,其数据处理和运算已不能满足实时解析需求。提出采用高效的CUDA并行计算能有效地解决这一问题,构建了高性能并行计算的软硬件平台,以物理广播信道(PBCH)为例对方案进行了验证,结果表明能很好地满足LTE测试要求。

5G NR同步检测算法设计

5G终端必须通过gNB接入网络,这样才能正常的利用通信网络传送数据,因此必须进行小区搜索。小区搜索指利用无线终端搜索,获取小区所在的下行方向上的频率和时间的同步,并对小区的识别号进行搜索检测的过程。文中主要对5G NR进行了深入探索与研究,解析了其所进行的下行同步这一过程,其中着重分析了5G NR同步信号的构成和搜索过程,并在前一项的工作基础上实现了5G NR同步检测算法设计。由此可知,在5G NR下行信道同步过程中,CDL信道模型相较于TDL信道模型具有更好的性能。

LTE系统中一种改进的天线端口数检测算法

在长期演进（LTE）系统中,发送天线端口数通过循环冗余校验掩码的方式隐含于物理广播信道（PBCH）中,终端在解读PBCH信道获取主信息块（MIB）的同时,需要正确检测PBCH采用的发送天线端口数。传统的检测方法尝试分别用1、2、4等3种发射天线数进行PBCH译码,直至正确译码为止,译码复杂度非常高。基于此,提出一种改进的天线端口数估计算法,提取各天线端口传输的小区参考信号序列做相关,通过相关值与相关系数门限值的比较直接快速获取基站的实际天线端口数。仿真结果表明：该算法相较于传统检测算法和功率检测算法在时间复杂度上分别提升了4个数量级和3倍;在信噪比高于0 d B时,所提检测算法较功率检测算法有4-6 d B的增益。

一种改进的Two-way中继协作系统下的节点选取和功率分配策略

为了提高Two-way中继协作系统的总速率,在传统的Two-way DF中继协作系统模型下,介绍了一种双向中继选择(BRS)策略,即同时考虑中继节点处的接收信噪比和中继节点到目的节点的信道增益两个因素来实现最优中继选择。然后在选出了最优中继节点后,基于物理层网络编码协议(PNC)提出了一种新的Two-way中继协作系统的最优功率分配策略。仿真结果表明,在系统总功率较大的情况下,BRS策略较随机中继选择策略(RRS)在系统总速率方面约有2.5 bit/(s.Hz)的提升。同时,提出的基于PNC的Two-way中继协作系统的最优功率分配(OPA)策略较等功率分配策略(EPA)平均取得了1dB的增益,而比传统的One-way中继协作系统在系统总速率上约高出3 bit/(s.Hz)。

NB-IoT系统中窄带物理广播信道的盲检测

在窄带物联网(NB-IoT)系统中,为了正确解调窄带物理广播信道(NPBCH)以获取系统信息,提出了两种NPBCH的盲检测算法,包括常规检测算法和功率检测算法。常规检测算法采用遍历1/2两种发射天线数和8种不同扰码序列的方法进行盲检测,而功率检测算法是在常规检测算法的基础上改进天线端口数的获取方式,主要采用两种天线端口下窄带参考信号(NRS)的功率比值进行判断天线端口数的方法,以降低常规检测算法的计算复杂度。仿真结果表明,当信噪比小于-17dB时,常规检测算法相比于功率检测算法解调有3~4 dB的增益,检测可靠性能较好;当信噪比大于-17 dB时,两种算法的检测正确率均超过0.98,但功率检测算法较常规检测算法降低了近50%的时间复杂度,更加有利于工程的实践。

基于统计信道信息的智能反射面辅助物理层广播算法设计

智能反射面(Intelligent Reflective Surface,IRS)作为一种非常有前景的新型无线中继技术,可以改变无线传输环境,有效提升无线系统的频谱和能量效率。提出了一种基于统计信道的IRS辅助物理层广播系统的传输方案,在仅已知统计信道时,联合设计基站波束成形和IRS反射相位,最大化最小用户的各态历经容量。目标函数非连续,IRS的模一约束导致对应的优化问题非凸,对此首先得到了近似问题目标函数的闭式表达式,随后将其解耦为两个子问题:子问题1对应基站波束成形设计,可直接求得闭式解;子问题2对应IRS反射相位设计,该问题依然非凸,采用基于软件无线电的方法获得了该问题的近似最优解。仿真结果表明,基于统计信道信息的传输方案在降低系统开销和算法复杂度的同时能够有效提升IRS辅助的物理层广播系统性能。

基于互信息量的CMMB系统物理层抽象算法

为了准确和高效地评估在构建下一代广播电视网(NGB)中起重要作用的中国移动多媒体广播(CMMB)系统的链路传输性能,根据CMMB协议标准,利用大量高斯信道下的仿真数据拟合出了接收比特互信息率(RBIR)与误帧率(FER)之间的一一对应关系,然后给出了基于互信息量的CMMB物理层抽象算法——能在解调的输入端计算平均互信息量的RBIR算法,并利用开发的CMMB物理链路仿真平台在巴西信道模型中验证了该抽象算法的准确性:能够精确地预测当前无线信道的质量。

基于循环冗余校验辅助连续相约表的物理层广播信号译码算法

3rd Generation Partnership Project release15发布的第五代无线通信技术标准(5G new radio)中,物理层广播信号(physical broadcast channel,PBCH)采用了分布式循环冗余校验极化码进行编码。对于5G终端设备来说,Polar码译码延迟大、复杂度高。为了在5G超高速传输中快速地对Polar码译码,本文采用分布式循环冗余校验连续相约表的方法研究了PBCH信号的译码过程。算法中针对Polar码的特点,通过路径排序和早停功能,对路径进行选择,简化了Polar译码的复杂度。结果表明,该方法复杂度低,译码速度快,易于实现,可以为未来第五代无线通信终端提供设计参考。

5G广播系统物理广播信道的信道估计

在研究5G广播标准协议的基础上,提出了基于离散傅里叶变换(DFT)降噪的主/辅同步信号(PSS/SSS)及小区参考信号(CRS)联合信道估计方法,可以在低信噪比、大频偏和高信道动态变化的场景下,准确地估计出物理广播信道(PBCH)的信道状态信息.仿真结果表明:所提出的信道估计方法的性能优于传统方法,有效地提升了5G广播系统中PBCH的信道估计能力.

5G NR物理层关键技术及其在广电应用的思考

5G作为新一代移动通信系统,其物理层在设计上具有一定的先进性。本文在研究5G NR物理层关键技术的基础上,对比了5GNR与广播电视系统物理层关键技术,并从MIMO、信道编码、波形等方面讨论了5GNR物理层关键技术在广播电视领域的应用,有利于地面无线广播电视系统适应新形势下的技术发展。

LTE系统天线端口数检测方法的设计及实现

在时分长期演进(time division-long term evolution,TD-LTE)系统中,发送天线端口数通过循环冗余校验(cyclic redundancy check,CRC)的掩码隐含于广播信道里,终端解读物理广播信道(physical broadcast channel,PBCH)获取主信息块(master information block,MIB)的同时,需要正确检测PBCH采用的发送端口数。传统的盲检测方法尝试分别用1,2,4等3种发射天线数情况进行PBCH信道译码,直至PBCH正确解码为止,这样会加大译码复杂度,特别是可能最大经历3次完整的译码过程才能正确译码,具有相当大的计算量,不利于工程实践。基于此,提出了一种天线端口数的检测方法,使终端在PBCH译码之前就能够获取天线端口信息。仿真表明,该方法适用于实时性系统,在噪声功率较小时具有较高的可靠性,且耗时短及计算量小。该方案已成功地应用在TD-LTE TTCN扩展测试集仪表开发项目中。