迭代接收技术在lte中地应用

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1、申请上海交通大学硕士学位论文迭代接收技术在LTE中的应用学校：上海交通大学院系：电子信息与电气工程学院班级：B0903493班学号：1090349073硕士生：刘钊元专业：通信与信息系统导师：王新兵上海交通大学电子信息与电气工程学院2011年3月万方数据ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegree ofMasterTheapplicationofiterativereceivetechnologyinLTEAuthor:Zhaoyua

2、nLiu Specialty:CommunicationandInformationSystem Advisor:Prof.XinbingWangSchoolofElectronicsandElectricEngineeringShanghaiJiaoTongUniversityShanghai,P.R.ChinaMarch,2011万方数据万方数据万方数据摘要迭代接收技术在LTE中的应用摘要随着无线通信技术的快速发展，LTE技术已逐渐走上商用的道路，LTE技术的提出是为了满足信息社会人们对数据传输的大规模需求，

3、为此，LTE标准采用了MIMO、OFDM等先进技术以在峰值速率、传输时延和频谱利用率等方面达到一个新的高度，LTE的目标是为未来十年或十年以上提供有竞争力的无线通讯解决方案。在LTE接收端传统的实现方案中，MIMO检测与Turbo译码是单独进行的，随着基于概率的软判决迭代检测思想的广泛应用，若能在LTE接收端将MIMO检测与Turbo译码以迭代接收机的形式进行迭代检测将获得巨大的检测增益，提升接收端的性能，因此有必要研究LTE系统中的迭代接收机技术。本文首先介绍了LTE系统中迭代接收机的系统模型，然后分别研究了迭

4、代接收机中的Turbo迭代译码技术和软输入软输出MIMO检测技术。本文给出了Turbo迭代译码中Log-Map译码算法的常见简化方法，并针对LLR计算单元提出了一种简化算法，仿真结果表明，相比Max-Log-Map算法，该算法在增加有限的复杂度下取得了0.2dB的性能提升。本文采用CUDA平台研究实现了基于GPU的Turbo迭代译码器，测试结果表明该迭代译码器能取得4.8Mbps的净吞吐率，能满足低速实时数据第I页万方数据摘要传输需求，采用GPU实现Turbo迭代译码器能降低开发成本同时缩短开发周期，该技术可用于

5、软件无线电中，也可用于Turbo码的仿真加速领域中，能上百倍地降低Turbo码的仿真时间。针对LTE系统支持高速数据传输的需求，本文研究实现了基于FPGA的高吞吐率Turbo迭代译码器，该译码器能适应LTE系统中的全部188种码长，在该Turbo迭代译码器中，本文针对LTE中QPP交织器的特点提出了一种适合于并行译码的QPP交织器实现方法与硬件架构，相比基于存储的方法所需要的8Mbits左右的存储资源，本文提出的方法只需要1692bits的存储资源，具有很大的优越性；结果表明，本文设计的Turbo迭代译码器在资源

6、消耗，译码延时，数据吞吐率等各项指标上都满足了LTE的需求。本文最后对迭代接收中软输入软输出MIMO检测技术进行了研究，本文详细介绍了三种软输入软输出MIMO检测算法，包括最大似然检测算法，球形译码算法，以及MMSE-SIC检测算法，通过在LTE系统中的仿真比较了采用以上三种软输入软输出MIMO检测算法的迭代接收机的性能。针对MMSE-SIC检测算法，结合LTE系统调制星座图和多天线传输模式的特点，本文从发射信号的软估计，MMSE滤波，矩阵求逆等方面简化了该算法，得到了一种低复杂度的MMSE-SIC检测算法，非常

7、适合在LTE系统中实现。关键词：LTE，TURBO，GPU，FPGA，MIMO，迭代接收机第II页万方数据ABSTRACTTHEAPPLICATIONOFITERATIVERECEIVE TECHNOLOGYINLTEABSTRACTWiththerapiddevelopmentofwirelesscommunicationtechnology,LTEtechnologyhasgraduallyontheroadofcommercialusing,LTEtechnologywasproposedtomeetthe

8、massivedemandfordatatransmissionforpeopleintheinformationsocietynowadays,inordertoreachanewheightinpeakdatarate,transmissiondelayandspectralefficiency,MIMO,OFDMandotheradvancedtechnologie