基于gnu radio的fdd-lte上行多用户系统设计与实现

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1、爲聲拟钟藏乂參；硕±学位论文圍＼＾Ｐ圓基于ＧＮＵ－ＬＴＥ上行多用户Ｒａｄｉｏ的ＦＤＤ系统设计与实现｜作者巧名色＿１指导教师姓名、职赖秦浩副教授＾３１申请学位类别工学硕壬ｒ西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加ｔｉｌ标注和致谢中所罗列的内容Ｗ外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研巧成果；也不包含为获得西安

2、电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同事对本研究所做的任何贡献巧己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处＾，本人承担切法律责任。，。本人签名；ｆ１長皆、３、巧、日期：１—ａ＾＾＿西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定目，Ｐ；研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可Ｗ公布论文的全部或部分内容，允许采用影

3、目Ｐ、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保化，结合学位论文研究成果完成的论文、发保密明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。的学位论文在＿＿年解密后适用本授权书。＜本人签＾名：任香导师签名：／不。＼。．．日／《期：２日期：ｊ攻学校代码10701学号1301120174分类号TN91密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于GNURadio的FDD-LTE上行多用户系统设计与实现作者姓名：台雷一级学科：信息与通信工程二级学科：通信与信息系统学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：秦浩副教授学院：

4、通信工程学院提交日期：2016年3月DesignandImplementationofFDD-LTEMulti-userUplinkSystemBasedonGNURadioAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinCommunicationsandInformationSystemsByTaiLeiSupervisor:QinHaoAssociateProfessorMarch201

5、6摘要摘要在LTE上行链路中，由于叠加在一起的不同用户的信号定时偏移和频率偏移各不相同，因此上行同步需要估计多个参数，如何同时对不同用户进行补偿是一个难点。论文首先对LTE系统重点介绍了与本论文工作相关的知识，包括系统帧结构、上行调制技术、上行通信信道、基带信号处理流程，此外还介绍了LTE系统上行同步所用到的关键序列以及上行多用户系统特点与子载波资源分配方式。其次，基于已实现的LTE演示系统，针对其每个上行子帧只能传输一个终端数据的问题，详细讨论了基站侧多用户并发功能的改进设计，从而支持在单个上行子帧内同时传输多个终端的数据。

6、具体包括：第一，将上行调度由时分复用的轮询调度修改成了频分复用的子载波块状分配；第二，用“多路并行处理+资源解映射”而非窄带滤波器组的方式来分离上行多用户的数据；第三，设计了适合上行多用户系统的上行时频同步方案。在时频同步方案中，利用DMRS信号进行上行时间提前量（TA）的估计，并控制终端进行样点调整以维持上行定时同步；分别利用SRS信号和DMRS信号进行粗频偏估计和残余频偏估计，并相应在FFT前进行频偏补偿，以完成上行频率同步。在多径仿真信道下对所实现同步模块的仿真结果表明，五个用户同时通信，定时估计算法在高斯信道下性能优于

7、多径信道；联合频偏估计算法在高斯信道下性能与多径信道类似。然后，本文基于GNURadio/USRP软硬件平台和已有LTE演示系统实现了上述设计。第一，实现了上行多用户的资源调度，可在同一子帧对多个终端的请求进行调度，提高了效率和频带利用率。第二，实现了所设计的上行同步方案，包括频偏补偿和UE定时调整的实现；此外，在用SRS和DMRS进行偏差估计时分别引入了SRS互相关算法和CRC校验，从而提高了偏差估计值的准确度和有效性。第三，基于GNURadio的平台特点和信号驱动的流图机制，搭建出完整的可支持上行多用户时频同步与信号处理的

8、LTE无线通信实际系统。最后，在室内无线环境下对该系统进行了实测。结果表明，基站能够同时调度两个终端的请求，也能够同时接收两个终端所发送的视频流；在3MHz带宽无线环境中，-5使用QPSK调制方式，上行编码码率为0.5条件下，平均上行误包率为1.3×10，播放视频的主观质量清