基于软件无线电的免授权频段lte测试平台设计与开发

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1、基于软件无线电的免授权频段LTE测试平台设计与开发重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：冯明君指导教师：贾云健研究员专业：通信与信息系统学科门类：工学重庆大学通信工程学院二〇一六年四月DesignandDevelopmentofLTE-UnlisenedTestPlatformBasedonSoftwareDefinedRadioAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByF

2、engMingjunSupervisor:Prof.JiaYunjianSpecialty:CommunicationandInformationSystemCollegeofCommunicationEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril,2016中文摘要摘要随着移动网络用户数目的持续增长，以及用户个人流量需求的不断提升，越来越多的运营商面临着井喷式流量需求带来的挑战。虽然目前授权频段的蜂窝系统具有较高的频谱效率，但是授权频谱资源的稀缺性使得蜂窝系统对额外的频谱资源具有迫切的需求

3、。因此，将LTE扩展到大量未充分使用的免授权频段已成为未来发展的趋势。然而LTE技术欲使用的5GHz频段广泛部署了Wi-Fi等系统，如何避免相互干扰是将LTE扩展到免授权频段的重要前提。针对目前采用计算机软件仿真以及纯数学理论建模分析方式造成评估结果不精确、实时性不高以及信道环境不真实等问题，本文拟开发一套软件无线电新技术实时测试平台，用于在真实无线环境中实时评估和测试免授权频段LTE与Wi-Fi干扰协调技术的性能。本文首先结合对不同接入技术进行共存机制评估的需求，探索了一种测试和评估无线通信新技术的新方法，提出了一套基于GNURadio和USRP

4、的软件无线电测试平台方案。相对于传统研究方法，以软件无线电方式搭建的测试平台具有实现方式灵活，结构通用，便于改进及扩展等优点，更适用于测试和验证不断发展变化的无线通信技术。其次，结合软件无线电模块化编程思想，详细分析了测试平台各个模块的工作原理以及设计思路。设计了一套基于GNURadio的接收机同步捕获机制和同步跟踪机制，实现了基于小区参考信号的信道估计算法，并完成了测试平台图形化界面的开发。最后，基于所开发的测试平台实现了基于小区ON/OFF共存算法。设计了典型的性能评估测试场景，完成了测试平台单系统的性能评估和免授权频段LTE与Wi-Fi共存的

5、性能测试。测试结果表明测试平台可以稳定工作于免授权频段，可作为免授权频段LTE与Wi-Fi共存测试平台，所实现的基于小区ON/OFF共存算法测试结果符合理论预期，达到了预期目的。本文的研究工作，为在真实信道环境下研究和验证免授权频段LTE技术提供了一套基础平台。关键词：软件无线电，GNURadio，USRP，免授权频段LTE，同步算法I英文摘要ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofmobilecommunicationnetworkandtheeverincreasingdemandofmobiledata,teleco

6、moperatorsfacesmanychallengesinfulfillingthehighdatatrafficdemand.Thoughthelicensedspectrumofcellularsystemhashighspectrumefficiency,moreadditionalspectrumisrequired,unfortunatelythisresourceisveryscarce.Therefore,extendingLTEtoalargenumberofunderutilizedunlicensedbandshasbeco

7、methetrendoffuturedevelopment.However,theWi-FihasbeendeployedtotheunlicensedspectrumthatLTEseekstouseat5GHz.Thiscallsforanurgentstudyofthebestmechanismwhichallowsthetwotechnologiestoworktogetherwithoutmutualinterference.Astraditionalwayssuchascomputersoftwaresimulationandthean

8、alysisoftheofpuremathematicstheoryhavetheproblemsofinaccuracy