【正文】 ut out_fd, //輸出脈沖信號(hào)標(biāo)識(shí) output [10:0] out_block2turbo, //計(jì)數(shù) output reg [2:0] out_n_sym //輸出符號(hào)塊標(biāo)識(shí) )。 如圖 315 所示 。實(shí)際上，歸一化是為了方便系統(tǒng)性能的比較，所以就要分清比較的模塊是什么。、 N1 (39) 根據(jù) ???? = ?????2???? ,則 IDFT 為： x(n)=1??∑ ??(??)???1??=0 ?????nk, n=0、 頻域間隔 6個(gè)子載波，使用交叉菱形狀導(dǎo)頻。 則符號(hào)的總長(zhǎng)度 ???? = ???? +???????? (????為 OFDM 符號(hào)的總長(zhǎng)度； ????為抽樣的保護(hù)間隔長(zhǎng)度， ????????為 FFT 變換產(chǎn)生的 OFDM 符號(hào)長(zhǎng)度 )。 但子載波之間 存在頻偏時(shí) 就會(huì)導(dǎo)致這種正交性的破壞，即 OFDM系統(tǒng)對(duì)頻偏差較為敏感。 LTE 關(guān)鍵技術(shù) OFDM(正交頻分復(fù)用 ) OFDM, (Orthogonal Frequency Division Multiplexing， 正交頻分復(fù)用 )，與已經(jīng)普遍應(yīng)用的頻分復(fù)用(FDM， Frequency Division Multiplexing)技術(shù) 類(lèi)似 。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 題目 ： 基于 LTE 接收機(jī)無(wú)線(xiàn)通信基帶的 FPGA 實(shí)現(xiàn) 學(xué) 院： 物理與光電信息科技學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 電子信息工程 年 級(jí)： 2021 級(jí) 學(xué) 號(hào)： 106032021113 姓 名： 張藝祥 指導(dǎo)教師： 吳進(jìn)營(yíng) 2021 年 3 月 20 號(hào) 基于 LTE 接收機(jī)無(wú)線(xiàn)通信基帶的 FPGA 實(shí)現(xiàn) 物理與光電信息科技學(xué)院 電子信息工程專(zhuān)業(yè) 106032021113 黃波 指導(dǎo)教師 吳進(jìn)營(yíng) 【摘要】 隨 著移 動(dòng) 通 信在全 球范 圍 的迅 速 發(fā) 展， 從第 二代 GSM到 第三代 3G技 術(shù) 的 不斷推 進(jìn) ，在 滿(mǎn) 足了 語(yǔ) 音， 電 子 郵 件， 圖 片， 音 樂(lè) 的移 動(dòng) 通信服 務(wù) 的同 時(shí) ， 對(duì) 于 大量數(shù) 據(jù)信息 的 傳輸 接收 ， 例 如 視頻 的無(wú) 線(xiàn) 移 動(dòng)傳 輸 等多 媒體 技 術(shù) ，成 為 了 未來(lái) 用 戶(hù) 所 希望 通 過(guò) 移 動(dòng)終 端隨 時(shí) 隨地進(jìn) 行通 信的 選擇 。 OFDM將 高速的數(shù)據(jù)流通過(guò)串并變換分配到 低 速率 的若干 頻率子信道中傳輸，不同的是 OFDM技術(shù)更好地提高了 頻譜利用率。 系統(tǒng)架構(gòu) 輸 入 數(shù) 據(jù) 編 碼 交 織 數(shù) 字 調(diào) 制 映 射 串 并 變 換 I F F T 并 串 變 換 C P / 加 窗數(shù) 據(jù) 接 收 譯 碼 解 交 織 數(shù) 字 解 調(diào) 解 映 射 并 串 變 換 F F T 串 并 變 換 去 C P射 頻 T X同 步射 頻 R X 圖 25 OFDM 收發(fā)機(jī)框圖 如圖 25 所示，發(fā)送端將傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成子載波的幅度和相位的映射，并進(jìn)行 IFFT將數(shù)據(jù)的頻譜表達(dá)式變成時(shí)域上。 如圖26 所示。參考 LTE單天線(xiàn)導(dǎo)頻方案。、 M， M 為 ????和 ????的電平數(shù)。比如，信道編碼的增益問(wèn)題，無(wú)論有無(wú)信道編碼，比特能量是一樣的，所以比較要以 Eb/No 為基準(zhǔn)，而不是以進(jìn)入信道前的符號(hào)能量 Es/No為基準(zhǔn)。 編碼譯碼 編碼的定義 1 從功能角度： A)具有發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)功能的檢錯(cuò)的檢錯(cuò)碼，如循環(huán)冗余校驗(yàn) CRC 碼等 B)具有自動(dòng)糾正差錯(cuò)功能的糾錯(cuò)碼，如循環(huán)碼中的的 turbo 碼 C)既能檢錯(cuò)又能糾錯(cuò)的信道編碼，最典型的是混合 ARQ，又稱(chēng) HARQ 2 從結(jié)構(gòu)和規(guī)律上分 A） 線(xiàn)性碼：監(jiān)督關(guān)系方程是線(xiàn)性方程的信道編碼，稱(chēng)線(xiàn)性碼。 … Endmodule 。 Turbo 由來(lái)簡(jiǎn)介 1993 年， ： turbo碼。一般而言，歸一化都在發(fā)射端處理。A為固定振幅， ????和 ????決定已調(diào) QAM 信號(hào)在星座圖上的坐標(biāo)點(diǎn)， QAM是幅度和相位聯(lián)合調(diào)制的技術(shù)，同時(shí)利用載波的幅度相位來(lái)傳遞信息比特，即 QAM 同時(shí)改變了載波的幅度和相位，是 ASK 和 PSK 的結(jié)合在最小距離相同的條件下實(shí)現(xiàn)更高的頻譜利用率。、 N1 (310) 對(duì) (310)取共軛，得： x?(n)=1??∑ X?(??)???1??=0 ????nk (311) 則 x(n)=1??[∑ X?(??)???1??=0 ????nk]?=1??*DFT,X?(??)+? (312) IDFT 的實(shí)現(xiàn)先將 ??(??)取共軛，直接取 DFT,再取共軛，最后 1??，即可得到 x(n) 結(jié)論： DFT 和 IDFT 共用一個(gè)算法 DIT基 2FFT 算法 將 N=2??的序列 x(n)(n=0,1,… ,N1)先按 n 的奇偶分成兩組 { ??(2??) = ??1(??)??(2??+1) = ??2(??)?? = 0,1,…,??2 ?1 (313) X(k)=DFT[(n)]=∑ ??(??)????nk???1??=0 =∑ ??(2??)????2rk??1?1??=0 +∑ ??(2?? +1)????(2r+1)k??1?1??=0 = ∑ ??1(??)????2rk??2?1??=0 +????k∑ ??2(??)????2rk??2?1??=0 =??1(??)+????k??2(??) (314) X(k)= ??1(??)+????k??2(??) ?? = 0,1,…,??2 ?1 (315) X(k+??2)= ??1(??)?????k??2(??) ??= 0,1,…,??2 ?1 (316) 11 圖 33 時(shí)間抽選法蝶形運(yùn)算流圖 ??1(??)與 ??2(??)分別為 ??1(??)及 ??2(??)的 N/2點(diǎn) DFT 由此得出，一個(gè) N 點(diǎn)的 DFT 分解成兩個(gè) N/2 點(diǎn)的 DFT，又由 ⑤ 組合成一個(gè) N 點(diǎn) DFT，進(jìn)一步將每個(gè)N/2 點(diǎn)子序列再按其奇偶部分分解為兩個(gè) N/4 的子序列。具體表 26 所示： 表 27 一個(gè)時(shí)隙中符號(hào)塊的具體資源粒 一個(gè)時(shí)隙中的符號(hào)塊 第 0 符號(hào)塊 第 1 符號(hào)塊 第 2 符號(hào)塊 第 3 符號(hào)塊 第 4 符號(hào)塊 第 5 符號(hào)塊 第 6 符號(hào)塊 資源粒數(shù)目（可用） 500 600 600 600 500 600 526 需添加的同步導(dǎo)頻參數(shù)資源粒的數(shù)目 100 ( 導(dǎo)頻數(shù)據(jù) ) 0 0 0 100 ( 導(dǎo)頻數(shù)據(jù) ) 0 74 (62 個(gè)同步數(shù)據(jù)+10 個(gè) 0) 同步數(shù)據(jù) : 說(shuō)明，協(xié)議中定義添加 62 個(gè)同步數(shù)據(jù)，由于設(shè)計(jì)初期為了 FPGA算法實(shí)現(xiàn)方便 (64= 26),這里設(shè)為64 個(gè)同步數(shù)據(jù)，實(shí)際對(duì)整個(gè)基帶的處理并沒(méi)有影響。 該技術(shù)依賴(lài)于 運(yùn)用 多個(gè)接收 /發(fā)送天線(xiàn)的技術(shù)，可用于提高系統(tǒng)性能，包括提高系統(tǒng)容量和提高小區(qū)覆蓋范圍，也可以提高業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸速率，相比 SISO， MISO,SIMO,MIMO 是無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信領(lǐng)域天線(xiàn)技術(shù)的重大突破， 如 表 24所示， 任何一個(gè)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)，只要其發(fā)射端和接收端均采用 多個(gè)天線(xiàn)或天線(xiàn)陣列，就可構(gòu)成一個(gè)無(wú)線(xiàn) MIMO 系統(tǒng) 。 輸入導(dǎo)頻： 根據(jù) LTE 的幀結(jié)構(gòu)，在不同的符號(hào)塊 分別 插入導(dǎo)頻 和 同步數(shù)據(jù) ，這些參考信號(hào)主要用來(lái) 在接收機(jī)信道估計(jì)，幫助解調(diào)信道信息 。 相比 OFDM， 各個(gè)用戶(hù)所占的頻帶之間不但沒(méi)有保護(hù)帶寬，還有重疊，所以所占的帶寬比 FDM要窄。 【關(guān)鍵詞】 LTE 長(zhǎng)期演進(jìn) ； FPGA； OFDM 正交頻分復(fù)用 目錄 1 引言 ............................................................................. 1 2 LTE技術(shù) ......................................................................... 1 LTE關(guān)鍵技術(shù) ................................................................. 1 LTE實(shí)現(xiàn)方式 ................................................................. 6 LTE物理層主要性能指標(biāo) ........................................................ 6 3 系統(tǒng)概述 ......................................................................... 8 系統(tǒng)框圖 ..................................................................... 9 模塊解析 ..................................................................... 9 開(kāi)發(fā)、測(cè)試與硬件環(huán)境 ........................................................ 18 4 軟件設(shè)計(jì) ........................................................................ 19 .................................................................... 19 .................................................................... 20 5 系統(tǒng)調(diào)試 ........................................................................ 26 Matlab仿真 ................................................................. 26 硬件測(cè)試 (Chipsope抓包數(shù)據(jù)處理 ) .............................................. 29 6 結(jié)束語(yǔ) ...................................................................................................................................... 35 7 致謝 ......................................................................................................................................... 35 8 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 35 1 1 引言 從 20 世紀(jì) 80年代中期開(kāi)始，數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)進(jìn)入發(fā)展和成熟時(shí)期。LTE 作為未來(lái)的通信標(biāo)準(zhǔn)，能夠更好地利用頻譜，以更低的成本提供更好的覆蓋和信道容量 。在每一個(gè) 子載波 頻譜 的 最大值處 ，所有其他子載波的頻譜幅度恰好為零 ，在解調(diào)過(guò)程中從這些相互重疊的子信道符號(hào)頻譜提取出每個(gè)子信道符號(hào)而不會(huì)受到其他子信道的干擾 (ICI)。在 FFT 運(yùn)算時(shí)間內(nèi)，第一個(gè)子載波和第二個(gè)子載波之間的周期數(shù)之差 ?T已不是 整數(shù)，當(dāng)接收機(jī)對(duì)第一個(gè)子載波進(jìn)行解調(diào)時(shí)，第二子載波會(huì)對(duì)第一子載波造成干擾，同樣，當(dāng)接收機(jī)對(duì)第二子載波進(jìn)行解調(diào)時(shí)，也會(huì)存在來(lái)自第一子載波的干擾 。 0 1 2 3 1 7 1 8 1 9