5G物理上行共享信道导频信道估计研究

5G新空口有望实现高速数据传输。为了应对5G新空口的复杂性需求,有必要在物理层处理中实现高效、高性能的算法。本文旨在优化5G新空口物理上行共享信道中的信道估计,通过开发一个基于卷积神经网络的自编码器,进行解调参考信号导频无线信道估计,并与传统的最小二乘信道估计方法相比较。本文指定了三个不同的实验场景,每个场景由不同的输入样本提供模型。此外,获取模型的数据是该过程中必不可少的一部分。为此,本文采用了兼容5G的链路级模拟器,并创新性提出用5G数据生成工具来生成高质量的数据集。该方法有效地训练了自编码器,使其达到泛化的水平,使模型能够准确地估计信道,并且无需考虑信噪比和信道模型。与最小二乘信道估计方法相比,自编码器的性能优于传统的估计方法,因此是5G上行物理层处理的一种有效解决方案。此外,在一定条件下,自编码器在所有信道类型和信噪比值上的估计误差平均比最小二乘方法低90%。

基于改进的VCFR物理层上行共享信道估计方法研究

针对DFT的信道估计算法不能解决由于信道信息能量在时域的拓展造成误去除有效信号径而导致的性能下降问题,研究了一种通过添加虚拟频率响应的信道估计算法[7];然而这种方法不能满足LTE物理层上行共享信道复杂的环境;故提出了一种采用新的窗函数和差异化去噪策略的改进的添加虚拟频率响应的信道估计算法;该算法具有较高的频带利用率,高速率传输能力和多路径衰落影响小等优点,所以在无线通信系统中得到了广泛的应用;理论分析和仿真验证表明,该算法能够有效地提高信道估计精度和系统性能,使得系统的误码率最大约提升2个dB左右,系统吞吐量较3GPP协议所要求的提升约4dB左右。

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。

基于LabVIEW的LTE物理上行共享信道仿真

第三代移动通信技术的长期演进(LTE)系统上行信道采用单载波频分多址(SC-FDMA)方案,拥有较低的峰值平均功率比(PAPR)。首先介绍了LTE的时隙结构和物理资源,然后在3GPP 211协议的规范下,基于LabVIEW仿真了LTE物理上行共享信道过程,生成SC-FDMA信号。最后,仿真了LTE上行链路中SC-FDMA在不同调制方式和系统带宽中的PAPR。

LTE随机接入流程研究

从LTE随机接入过程的特点、触发的环境入手,说明随机接入是保证通信建立的决定性环节;详细分析了基于竞争模式的随机接入过程的各个流程,包括流程中的各种定时器的触发条件、参数的配置以及5种触发条件在过程中的不同。

LTE基站接收性能测试分析

分析LTE系统中PUSCH信道的HARQ技术、UE上行同步技术,PUCCH信道技术特征以及PRACH信道技术特征,并分别给出了相应的测试方案和指标要求,提出明确的测试体系要求。

LTE-APUSCH组合索引求解算法与DSP实现

LTE-A(改进的长期演进)上行支持一种基于Clustered DFT-S-OFDM(集合式离散傅里叶变换扩展正交频分复用)的非连续频域资源分配方式,而为了在PUSCH(物理上行共享信道)中实现这种分配方式,求解组合索引成了一个关键问题。针对这个问题,文章提出一种基于组合数系统的贪婪算法,以查表的方式取代传统的全搜索算法,查找次数从O(N4)降到了O(N)。最后通过在DSP(数字信号处理器)中实现该算法,证实了该算法具有更强的可行性和有效性。

LTE系统中PUSCH关键模块的FPGA实现

提出一种第三代合作伙伴(3GPP)长期演进(LTE)上行共享信道中传输预编码的实现方案,即基于现场可编程门阵列(FPGA)的多种混合基离散傅里叶变换/离散傅里叶逆变换(DFT/IDFT)处理器。这种DFT/IDFT处理器根据不同的输入数据长度进行动态配置,使硬件资源得到共享,处理速度及数据精度满足LTE系统测试要求。采用Verilog HDL语言在Xilinx公司的Virtex-5系列FPGA芯片内成功对该处理器模块进行了验证,并对其进行了优化。

基于载波聚合的PUSCH分配研究

3GPP(第三代合作伙伴计划)在LTE-A(高级长期演进)系统中引入了载波聚合技术,这就允许UE(用户设备)能够同时调用不同的带宽。同时,PUSCH(物理上行共享信道)分配不再限定为只能传输一块连续的频谱资源,所以载波聚合下的PUSCH分配成为一个新的研究课题。而现有方案只是以前技术的复用,不能达到资源的最大化利用。文章在现有方案的基础上提出一种在载波聚合场景下最大化PUSCH资源利用的方案,系统级仿真验证表明,改进后的方案能够实现PUSCH资源利用最大化。

基于窄带物联网的时间估计算法

本文基于窄带物联网的时间估计算法,实现不同信噪比和不同天线环境下的时间估计,具有较高的实际研究意义。为此,重点研究了窄带物联网NPUSCH信道,基站侧对UE进行时间估计的实现方案。针对不同硬件在对基带信号进行采样过程中带来的时间偏差,提出了时间补偿的方案。通过研究不同的信噪比条件下,分天线对时间估计所带来的相位差进行修正处理。通过对原始的基带数据进行处理,在不同信噪比环境下进行仿真实验,与原始的数据进行比较分析。结果表明,该方案能显著改善时间估计精度,并能解决UE频繁移动而带来的影响。

M2M通信资源次优分配算法研究

考虑性能与实现复杂度的折中,提出次优的正交多址接入中接入信道与数据传输信道之间的资源分配算法。根据上行传输资源的数量,以接入容量最大化为准则,推导信道资源分配比例与终端负载关系的表达式,采用简化算法求解次优解。确定机器与机器通信终端数量所属的终端数量区间,根据对应关系,获得与所确定的终端数量区间对应的资源分配区间,根据所获得的资源分配区间,进行上行资源的分配。

LTE-Advanced中eNodeB解调性能研究

提出基站解调性能要求的目标是估计实际网络如何运行,验证基站不同的损害因素,这些损害因素会对网络性能产生影响。这些影响因素包括RF和基带损害因素、接收机EVM(误差矢量幅度)时域和频域跟踪、频率估计等。对物理上行链路共享信道(PUSCH)、物理上行链路控制信道(PUCCH)和物理随机接入信道(PRACH)的基站解调性能要求进行了描述,给出了各类信道的基站测试集。