高移动环境下LTE上行信道估计仿真及DSP实现-通信与信息系统专业毕业论文

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1、密级：公开国内图书分类号：TN929.5国际图书分类号：654rz交通大学研究生学位论文高移动环境下LTE上行信道估计仿真及DSP实现年级二零一二级姓名黄友丹申请学位级别工学硕士学位通信与信息系统指导教师陈庆春教授二零一五年五月万方数据ClassifiedIndex:TN929.5U・DC:654SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisCHANNELESTIMATIONALGORITHMANDITSDSPIMPLEMENTATIONFORLTEUPLINKINHIGHMOB

2、ILITYENVIRONMENTSGrade:2012Candidate:YoudanHuangAcademicDegreeAppliedfor:MasterSpeciality:CommunicationandInformationSystemAdvisor:ProfQingchunChenMay2015万方数据773-=11£交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本

3、论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1.保密口，在年解密后适用本授权书;2.不保密a使用本授权书。（请在以上方框内打“W）学位论文作者签名:嗖直£指导老师签名：咏*誓日期：•万方数据西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1.为了筛选出适合LTE标准髙移动环境下基于工程实现的信道估计算法方案，本文详细介绍了LTE上行链路仿真流程及MIMO-OFDM系统模型，并根据3GPP中现有LTE协议标准，搭建LT

4、E上行matlab仿真平台。2.论文针对LTE上行链路，仿真验证了不同信道场景下LS,DFT,MMSE和BEM模型下最大似然和卡尔曼滤波信道佔计算法的性能，并在此基础上综合考虑算法性能和实现复杂度，筛选岀高移动环境下适合用于软件无线电平台DSP硬件实现的算法。3.论文基于多核DSP和CCS软件开发仿真环境，设计了LTE上行信道估计算法实现方案，重点阐述了发送端关键模块及基于BEM模型的ML信道估计算法中各功能模块的具体实现，最后在基于DSP搭建的LTE链路上进行调试，并进行硬件测试和算法性能分析，确保算在基于DSP实现的正

5、确性的前提下，进一步对算法进行了优化。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：谖友卄日期；万方数据摘要随着铁路服务需要的不断增加，人们对运输能力和通信速度的需求也越来越来大LTE作为一种先进的通信系统，采用正交频分复用OFDM技术和多输入多输出MIMO技术相结合的方式，其具

6、有高数据速率、低系统时延、大系统容量以及广泛的覆盖范围等优点，将其运用于铁路通信中能够较好地满足这一要求。研究LTE系统在高移动环境下的信道估计算法，使接收端能够正确的检测到信号，也就尤为迫切，尤其针对高铁这种用户速度相对较高，多普勒频移较大的环境，对信道系数的准确估计就变得更加重要。因此本文重点研究LTE标准下的信道估计算法，并在理论分析的基础上选择一种实现复杂度较低且在高移动环境下信道估计较为优良的算法用于DSP硬件实现。为了选取在高移动场景下较优的信道估计算法，本文首先介绍了MIMO-OFDM在基扩展模型(BadsE

7、xpansionModel)T的频域信号接收模型，然后根据LTE上行特殊的导频设计结构，详细介绍并分析了传统信道估计LS算法,DFT算法,MMSE算法以及BEM模型下的最大似然(Maximumlikelihood)算法和卡尔曼滤波(KalmanFiltering)算法，并且结合搭建的LTE仿真平台，考虑收发两端理想同步的条件下，针对不同的信道场景，对以上多种信道估计算法进行仿真分析以及复杂度评估，相关分析结果表明在高移动环境下可使用基于BEM模型的ML信道估计技术作为DSP实现的算法。论文采用TMS320C6474DSP硬

8、件平台，提出了基于BEM模型的ML信道估计算法的DSP实施方案，同时在软件集成开发环境CCS中实现了算法各模块的设计和优化,并针对各模块的实现方案给出了对应的误差分析，最后将信道估计算法各模块整合调试,在基于DSP实现的LTE链路上对相关信道算法进行了验证。关键词：LTE；信道估计；最大似然；DSP万方