【正文】 碼技術(shù)已被確定為多用戶MIMO場景的傳送方案。下行方向MIMO方案相對較多，根據(jù)2006年3月雅典會議報告，LTE MIMO下行方案可分為兩大類：發(fā)射分集和空間復(fù)用兩大類。北電的專利技術(shù)虛擬MIMO也被LTE采納作為提高小區(qū)邊緣數(shù)據(jù)速率和系統(tǒng)性能的主要手段。 MIMO作為提高系統(tǒng)輸率的最主要手段，也受到了各方代表的廣泛關(guān)注。長CP利于克服多徑干擾，支持大范圍覆蓋，但系統(tǒng)開銷也會相應(yīng)增加，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸能力下降。上下行的最小資源塊為375kHz，也就是25個子載波寬度，數(shù)據(jù)到資源塊的映射方式可采用集中（localized）方式或離散（distributed）方式。同時在是否采用宏分集問題上也產(chǎn)生了激烈的爭論，最終考慮到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)扁平化，分散化的發(fā)展趨勢，3GPP組織在2005年12月經(jīng)過“示意性”的投票，決定LTE系統(tǒng)暫不考慮宏分集技術(shù)。雙方各執(zhí)己見，一度僵持不下，經(jīng)過多次會議的艱苦協(xié)商，最后上行方案還是選擇了單載波SCFDMA。 與3G相比，LTE更具技術(shù)優(yōu)勢，具體體現(xiàn)在：高數(shù)據(jù)速率、分組傳送、延遲降低、廣域覆蓋和向下兼容。如MBMS(多媒體廣播和組播業(yè)務(wù))在小區(qū)邊界可提供1bit/s/Hz的數(shù)據(jù)速率。 (6)降低無線網(wǎng)絡(luò)時延：，解決了向下兼容的問題并降低了網(wǎng)絡(luò)時延，時延可達Uplan5ms，Cplan100ms。保證了將來在系統(tǒng)部署上的靈活性。 (4)QoS保證，通過系統(tǒng)設(shè)計和嚴格的QoS機制，保證實時業(yè)務(wù)(如VoIP)的服務(wù)質(zhì)量。(bit/s)/Hz，是R6HSUPA23倍。與3G相比，LTE具有如下技術(shù)特征： (1)通信速率有了提高，下行峰值速率為100Mbps、上行為50Mbps。這給運營業(yè)帶來了新的機遇，更新更快的業(yè)務(wù)可以在不遠的將來得以實現(xiàn)，甚至完全可以和有線網(wǎng)絡(luò)相媲美。該階段會對未來LTE的標準細節(jié)的方方面面展開討論和起草，這個過程同以前3G標準在3GPP中的制定過程是一樣的，這一過程將一直持續(xù)到2007年年中。研究項目階段預(yù)計在2006年年中結(jié)束，該階段將主要完成對目標需求的定義，以及明確LTE的概念等；然后征集候選技術(shù)提案，并對技術(shù)提案進行評估，確定其是否符合目標需求。 LTE概念的提出意味著目標的確立，為了有一個清晰的技術(shù)發(fā)展路線，3GPP制定了明確的時間表。改善了小區(qū)邊緣用戶的性能，提高小區(qū)容量和降低系統(tǒng)延遲。 本文研究的主要內(nèi)容 LTE系統(tǒng)簡介 LTE(Long Term Evolution)項目是3G的演進，它改進并增強了3G的空中接入技術(shù)，采用OFDM和MIMO作為其無線網(wǎng)絡(luò)演進的唯一標準。寬帶無線接入研究重點主要包括無線城域網(wǎng)（WMAN）、無線局域網(wǎng)(WLAN)和無線個域網(wǎng)(WPAN)技術(shù)。蜂窩移動通信從上世紀80年代出現(xiàn)到現(xiàn)在，已經(jīng)發(fā)展到了第三代移動通信技術(shù)，目前業(yè)界正在研究面向未來第四代移動通信的技術(shù)。 近幾年來，全球通信技術(shù)的發(fā)展日新月異，尤其是近兩三年來，無線通信技術(shù)的發(fā)展速度與應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)超過了固定通信技術(shù)，呈現(xiàn)出如火如荼的發(fā)展態(tài)勢?！纳戏治隹梢钥闯龈咚俟吠ㄐ啪W(wǎng)是一個多業(yè)務(wù)、傳輸距離長的專用多媒體傳輸系統(tǒng)。圖像業(yè)務(wù)主要是CCTV交通監(jiān)控圖像及會議電視圖像。一是收費系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)互連，即收費站——收費（分）中心——收費總中心的三級收費網(wǎng)絡(luò)，計算機收費局域網(wǎng)的速率一般是10Mbps/100Mbps；二是外場交通監(jiān)控數(shù)據(jù)采集及控制，這是一些低速數(shù)據(jù)，包括可變情報板、限速標志、車輛檢測、氣象檢測。語音業(yè)務(wù)包括業(yè)務(wù)電話BT、指令電話CT、緊急電話ET、無線集群、廣播系統(tǒng)等。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的迅速發(fā)展，高速公路通信技術(shù)也從簡單的無線對講系統(tǒng)發(fā)展到800MHz無線集群系統(tǒng)，從小容量微波通信發(fā)展到SDH系列數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)，從單純的電話業(yè)務(wù)發(fā)展到包括語音、數(shù)據(jù)和圖像等多種信息的綜合通信，并從模擬通信向數(shù)字通信演變，開始組建先進的寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字（B－ISDN）通信系統(tǒng)。高速公路通信系統(tǒng)是高速公路現(xiàn)代化管理的支撐系統(tǒng)，它要實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)和收費系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、語音和圖像等信息準確而及時的傳輸，保持高速公路各管理部門之間業(yè)務(wù)聯(lián)絡(luò)通訊的暢通，并要為高速公路內(nèi)部各部門和外界建立必要的聯(lián)系；同時高速公路通信系統(tǒng)作為交通專用通信網(wǎng)的重要組成部分，是交通信息的主要傳輸載體，為各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（如 Intranet、Internet）及會議電視系統(tǒng)提供傳輸通道。s available bandwidth is gradually increased, the requirements of the business gradually to broadband, realtime development. The current transportation and munication networks can no longer satisfy the needs of users. The current wireless mobile munication technology, rapid development, highway development and construction of munications systems provide a good platform. This paper describes the LTE wireless network system architecture and technology ponents, with emphasis on OFDM and MIMO technologies in detail the core principles, implementation and other aspects of the discussion, LTE wireless system provides us with a high transfer rate, network delay small transmission secure wireless network platform in the text, we conducted a preliminary LTE system linklevel simulation, the visual technology of LTE systems are pared. This thesis based on existing highway munications network, discusses in detail the principles of highway munication system design and system planning, focusing on highway design and planning of monitoring systems were analyzed, On this basis, the proposed highway based on LTE wireless network monitoring system design, LTE wireless data munication system is the integration of puter technology, LTE wireless network platform and data munications technology in an integrated technology, the wireless terminal through the LTE, with LTE wireless network to transfer data to a data service center, to achieve the enduser twoway data munications equipment.Key words: LTE，OFDM，MIMO，Highway Monitoring目 錄第一章 緒論 1 研究背景及意義 1 本文研究的主要內(nèi)容 2 LTE系統(tǒng)簡介 2 LTE系統(tǒng)中的OFDM技術(shù) 5 LTE系統(tǒng)中的MIMO技術(shù) 7 LTE系統(tǒng)在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用 8 11第二章 LTE系統(tǒng)技術(shù)研究 12 LTE系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及技術(shù)構(gòu)成 12 LTE系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 12 LTE系統(tǒng)技術(shù)構(gòu)成 13 MIMO技術(shù)研究 15 MIMO技術(shù)簡介 15 MIMO技術(shù)原理 16 LTE系統(tǒng)中的MIMO技術(shù)應(yīng)用 18 OFDM技術(shù)研究 19 OFDM技術(shù)原理 19 LTE系統(tǒng)中的OFDM技術(shù)應(yīng)用 23本章小結(jié) 24第三章 LTE系統(tǒng)在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用 25 25 高速公路通信系統(tǒng)設(shè)計原則及目標 25 高速公路網(wǎng)通信系統(tǒng)規(guī)劃 26 28 29 LTE無線系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 29 31本章小結(jié) 31第四章 LTE系統(tǒng)技術(shù)仿真 32 仿真方法介紹 32 33 34 系統(tǒng)參數(shù) 34 發(fā)送端 35 接收端 36 信道 36 37本章小結(jié) 43第五章 總結(jié)和展望 44 44 44參考文獻 45致謝 47長安大學(xué)碩士學(xué)位論文第1章 緒論 研究背景及意義近年來，伴隨著我國社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，國家對于公路交通大力投入，使我國高速公路里程迅速增加，到2010年底，“五縱七橫”12條國道主干線已全部建成，從面積密度來看，東部等發(fā)達地區(qū)并不亞于美國等發(fā)達國家，甚至還超過了發(fā)達國家水平。 本文從現(xiàn)有的高速公路通信網(wǎng)出發(fā)，詳細論述了高速公路通信系統(tǒng)設(shè)計原則和系統(tǒng)規(guī)劃，重點對高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計和規(guī)劃進行了分析，在此基礎(chǔ)上，提出了基于LTE無線網(wǎng)絡(luò)的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案，LTE無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是集成了計算機技術(shù)、LTE無線網(wǎng)絡(luò)平臺和數(shù)據(jù)通信技術(shù)于一體的綜合技術(shù)，通過LTE無線終端，借助LTE無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)業(yè)務(wù)中心，實現(xiàn)對各用戶設(shè)備終端的雙向數(shù)據(jù)通信，監(jiān)控系統(tǒng)的前端采集設(shè)備結(jié)合無線數(shù)據(jù)終端設(shè)備即構(gòu)成了無線采集系統(tǒng)，攝像頭、車輛檢測器、情報板等采集設(shè)備可通過各種接口連接無線數(shù)據(jù)終端，通過移動網(wǎng)絡(luò)，與監(jiān)控中心建立連接通道。而當(dāng)前無線移動通信技術(shù)的快速發(fā)展，為高速公路通信系統(tǒng)的發(fā)展與建設(shè)提供了一個很好的平臺。摘 要隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，我國公路交通事業(yè)也已經(jīng)有了長足的進步，高速公路總里程也已名列世界前列，但是伴隨著高速公路建設(shè)的快速發(fā)展，高速公路通信網(wǎng)作為交通信息網(wǎng)重要組成部分，其用戶的可用帶寬在逐步增加，對業(yè)務(wù)的要求也逐步向?qū)拵Щ?、實時化發(fā)展。用戶對交通通信網(wǎng)提出了更多的需求。 本文詳細闡述了LTE無線網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和技術(shù)組成，重點對OFDM和MIMO等核心技術(shù)進行了詳細的原理、實現(xiàn)方式等方面的論述，LTE無線系統(tǒng)為我們提供了一個傳輸速率高、網(wǎng)絡(luò)延遲小、傳輸安全的無線網(wǎng)絡(luò)平臺，在文中，我們對LTE系統(tǒng)進行了初步的鏈路級仿真，直觀的對LTE 系統(tǒng)各項技術(shù)進行了比較。關(guān)鍵詞：LTE，OFDM，MIMO，高速公路監(jiān)控ABSTRACT With Chinese rapid economic development, Chinese road transport industry has made great strides, highway mileage has also been ranked in the world, but along with the rapid development of highway construction, highway traffic information munication network as an important network part of the user39。伴隨著大量高速公路的建成，為了充分發(fā)揮高速公路“高速、高效、安全、舒適”的特點，使得高速公路的現(xiàn)代化管理變得異常重要?！　‰S著計算機技術(shù)。 高速公路通信業(yè)務(wù)大概可以分為語音、數(shù)據(jù)和圖像三大部分。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分為2部分。圖像切換和控制等。CCTV交通監(jiān)控圖像包括收費站中收費車道、收費亭和收費廣場圖像以及重要路段和立交橋的外場監(jiān)控圖像。同時，伴隨著交通信息產(chǎn)業(yè)的興起，高速公路通信網(wǎng)作為交通信息網(wǎng)重要組成部分，其用戶的可用帶寬（Available access band width）在逐步增加，對業(yè)務(wù)的要求也逐步向?qū)拵Щ?、實時化發(fā)展。 其中最具代表性的有蜂窩移動通信、寬帶無線接入，也包括集群通信、衛(wèi)星通信。寬帶無線接入也在全球不斷升溫，近幾年來我國的寬帶無線用戶數(shù)增長勢頭強勁。模擬集群通信的應(yīng)用開始得比較早，但隨著技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字集群通信技術(shù)越來越贏得大家的關(guān)注。在20MHz頻譜帶寬下能夠提供下行100Mbit/s與上行50Mbit/s的峰值速率。 3GPP LTE項目的主要性能目標包括：在20MHz頻譜帶寬能夠提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率；改善小區(qū)邊緣用戶的性能；提高小區(qū)容量；降低系統(tǒng)延遲，用戶平面內(nèi)部單向傳輸時延低于5ms，控制平面從睡眠狀態(tài)到激活狀態(tài)遷移時間低于50ms，從駐留狀態(tài)到激活狀態(tài)的遷移時間小于100ms；支持100Km半徑的小區(qū)覆蓋；能夠為350Km/h高速移動用戶提供100kbps的接入服務(wù)；支持成對或非成對頻譜， MHz到20MHz多種帶寬。整個標準發(fā)展過程分為兩個階段，研究項目階段和工作項目階段。工作項目預(yù)計在2006年年中以前建立，并開始標準的建立。整個過程相比3G標準的制定節(jié)奏明顯加快，這也是考慮到市場的需求，隨著寬帶技術(shù)的不斷創(chuàng)新，3GPP也將在最短的時間內(nèi)推出最新的技術(shù)。 3GPP從“系統(tǒng)性能要求”、“網(wǎng)絡(luò)的部署場景”、“網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)”、“業(yè)務(wù)支持能力”等方面對LTE進行了詳細的描述。 (2)提高了頻譜效率，下行鏈路5(bit/s)/Hz，(34倍于R6HSDPA)。 (3)以分組域業(yè)務(wù)為主要目標，系統(tǒng)在整體架構(gòu)上將基于分組交換。 (5)系統(tǒng)