3GPPLTE上行链路的仿真研究

LTE系统物理层仿真平台的建立及实现1摘要：本文介绍了LTE物理层上下行链路的基本结构及其采用的关键技术，并使用Matlab 对系统物理层进行了仿真，对于LTE的研究有重要的意义，并将加速LTE的商用化进程。

关键词：LTE，物理层，OFDM，DFT-S-OFDMThe Realization of Simulation platform for LTE system PHT layerAbstract:This introduce the physical layer structure of up-down link and key technology of LTE,simulate the system by Matlab.It is very important for the research of LTE and also accelerating the commercial process of LTE.Key words:LTE,PHY layer,OFDM, DFT-S-OFDM1．概述近期伴随着WIMAX的崛起，3GPP也开始了UMTS技术的长期演进（LTE，Long Term Evolution）项目。

这项受人瞩目的技术被称为“演进型3G”（E3G，Evolved 3G）。

但只要对这项技术稍作了解，就会发现，这种以OFDM为核心的技术，与其说是3G技术的“演进”（Evolution），不如说是“革命”（Revolution），它和3GPP2空中接口演进（AIE）、WiMAX 以及最新出现的IEEE 802.20MBFDD/MBTDD等技术，由于已经具有某些“4G”特征，甚至可以被看作“准4G”技术。

目前已经确定了上下行信道的基本传输技术，上行SC（单载波）-FDMA，下行采用OFDM技术。

随着通信系统的规模和复杂度不断增加，传统的设计方法已经不能适应发展的需要，通信系统的模拟仿真技术越来越受到重视．传统的通信仿真技术主要分为手工分析与电路试验两种，可以得到与真实环境十分接近的结果，但耗时长，方法比较繁杂．而通信系统的计算机模拟仿真技术是介于上述两种方法的一种系统设计方法．它可以让用户在很短的时间内建立整个通信系统模型，并对其进行模拟仿真，本文使用matlab语言建立了LTE上下行链路的基本仿真平台。

基于3GPP LTE 的MIMO 信道模型研究与仿真引言目前，MIMO 技术是无线通信的研究热点之一。

它通过在发送端和接收端配置多副天线来获得空间分集增益，从而在不增加系统带宽和总发射功率的情况下，大大提高了频谱利用率和信道容量。

系统也采用了MIMO 技术，将下行天线扩展到4×4，上行天线扩展到2×2。

系统在20MHz 的带宽下，支持的下行峰值速率为100Mbps，频谱效率提高到5bps/Hz，上行峰值速率为50Mbps，频谱效率提高到2.5bps/Hz[1]。

理论上，MIMO 信道可以看做是并行的空间子信道，信道容量随着发送和接收天线的数目增多而线性增大。

而实际上，MIMO 系统的多个子信道之间具有不同程度的相关性，导致信道容量下降。

因此，针对不同传播环境进行的MIMO 信道模型的研究与仿真，对设计高性能的MIMO 通信系统具有重要意义。

本文主要研究了3GPP LTE 的MIMO 信道模型，并使用Matlab 软件对其进行了建模仿真。

MIMO信道模型分析MIMO系统的一般描述以下行信道为例，假设一个基站具有M个发射天线和移动台具有N个接收天线的系统，即M×N 的MIMO 系统。

基站发射天线阵列上的信号为… ，其中sm (t)表示基站第个天线上的信号；移动台接收天线阵列上的信号表示为… ，其中表示移动台第n 个天线上的信号，则y(t)与s(t)之间的关系可表示为式中，n(t)为高斯白噪声，H(t)是连接基站和移动台的MIMO 信道系数矩阵[4]。

随机 MIMO 信道模型随机信道模型直接对信道参数进行建模，仿真信道的三种小尺度衰落效应：时延扩展、多普勒扩展和角度扩展。

连接基站和移动台的SISO 信道系数矩阵可以表示为Στδ，其中L 是可分辨径的数目，τ是第l条径的相对时延，Al表示基站天线与移动台天线之间的复传输系数[5]。

上式描述的是一个SISO 信道的多抽头时延线(TDL)模型，将 SISO 信道的TDL 模型推广到MIMO 信道中，即得到MIMO 信道的TDL 模型，以×2 天线配置为例。

3GPP LTE上行链路关键技术研究的开题报告一、选题背景与意义随着移动通信技术的日益发展，无线宽带通信已经逐渐成为了当今通信技术中的一个核心领域。

作为第四代移动通信技术，LTE（Long Term Evolution）通过多项关键技术升级，将普及的数据业务带宽提高至100Mbit/s（4G技术协议规范），支持网络平均时延达到100ms，从而能够为用户提供更快速、更可靠、更稳定的通信服务。

而在LTE技术的构建中，上行链路表现出了极其重要的作用。

因为上行链路可以支持用户向基站发送数据，同时也需要支持基站按时收到数据，所以保障上行链路的优秀性能非常关键。

因此，本课题拟以LTE系统上行链路为研究对象，重点分析和研究LTE上行链路关键技术，并针对上行链路中存在的问题和需求，提出切实可行的技术方案，以涵盖LTE 技术的全面和健康发展。

二、研究内容和方法研究内容：本课题主要着眼于LTE上行链路，具体涉及以下内容：1. LTE上行链路技术框架分析通过分析LTE系统中上行链路的技术框架，明确上行链路中的各个要素，并分析其各自的作用和相互之间的联系，为后续的研究提供必要的参考。

2. 前向纠错技术在LTE上行链路的应用前向纠错技术是一种强大的纠错技术，能够有效地提高信道传输的可靠性。

在LTE上行链路中，前向纠错技术的应用可以显著减少数据传输过程中受到丢包、误码等干扰所带来的影响，从而改善上行链路的性能。

3. 多载波技术在LTE上行链路的应用多载波技术可以在不同的载波频段之间切换，从而提高信道的可用性，并减少数据传输过程中由于信道质量差异而产生的不良影响。

4. 接收机设计在LTE上行链路的应用接收机的设计对数据的传输效率和接收效率具有重要影响。

在LTE上行链路中，应用合适的接收机设计可以大幅提高链路的性能，从而实现高效传输。

研究方法：本课题主要采用文献调研、实验分析和数学建模等多种方法。

具体来说，本研究将通过查阅相关文献，分析和比较不同的LTE上行链路技术，深入探究其优劣之处，并结合实际的场景进行实验分析和验证。

编号：审定成绩：重庆邮电大学毕业设计（论文）LTE中上行SC-FDMA技术性能分析与设计（论文）题目：仿真学院名称：通信与信息工程学生姓名：罗程专业：通信工程班级：0110910学号：2009210124指导教师：王永答辩组负责人：填表时间：2013年 6 月重庆邮电大学教务摘要为了满足移动高速率数据业务的需求，同时也为了与新兴的无线网络接入技术竞争，第三代合作伙伴技术（3GPP）组织在3G技术的基础上提出3G的长期演进，即LTE。

LTE作为准4G标准，它能够实现在20MHz的带宽下，实现上下行的高速率传输，具有前所未有的优势。

同时LTE具有良好的抗多径性能，高的频谱利用率，大的系统容量等优点，使得LTE系统很具有研究价值。

LTE下行链路采用了OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）技术，具有很好的抗多径性能，但是OFDA系统的PAPR（Peak to Average Power Ratio，峰均比）特性逊色于SC-FDMA（Single-Carrier Frequency-Division Multiple Access，单载波频分多址）技术，出于低的PAPR具有高的功率效率的考虑，最终选定了单载波频分多址技术作为LTE上行链路的方案。

本文主要的研究工作体现在三个方面：第一部分是OFDM与SC-FDE（Single Carrier-Frequency Domain Equalization，单载波频域均衡）的基本原理与系统模型进行分析，比较了二者的优缺点与对偶性，并简单介绍了线性均衡与非线性均衡技术，分析了SC-FDE的帧结构；第二部分简单介绍了LTE的上下行信道的类型与功能，简单分析了PUSCH信道，介绍了SC-FDMA的系统模型，子载波映射方式与帧结构，对集中式（LFDMA）与分布式子载波映射（以IFDMA为代表）进行了误码率性能分析，分析了起始符号占用首位与第15位的误码率性能。

LTE上行链路MIMO技术研究的开题报告一、研究背景和意义随着移动互联网应用的快速发展，移动通信系统对数据传输速率的需求越来越高。

其中，上行链路的信道质量是影响数据传输速率的关键因素之一。

在增强上行链路传输信道能力的技术中，MIMO技术是一种被广泛应用的技术。

MIMO技术（Multiple Input Multiple Output）是利用多个天线进行信号传输和接收，以提高系统传输速率和频谱效率的一种技术。

在LTE系统中，MIMO技术一般被应用于下行链路，但其在上行链路的应用也已经成为研究的一个热点。

因此，本文将对LTE上行链路MIMO技术进行研究，探索其应用和效果，以期为移动通信系统的发展提供一定的理论支持和实践指导。

二、研究目的和内容本研究的主要目的是：1. 系统研究LTE上行链路MIMO技术；2. 探讨MIMO技术在上行链路中的应用和效果；3. 分析在不同信道环境下，MIMO技术对上行链路传输速率和信道质量的影响。

本研究的主要内容包括：1. LTE上行链路MIMO技术的理论相关知识；2. 上行链路MIMO技术的实现原理；3. 上行链路MIMO技术对传输速率和信道质量的影响；4. 上行链路MIMO技术在不同信道环境下的性能研究。

三、研究方法和步骤本研究采用文献研究和模拟实验相结合的方法进行。

具体步骤如下：1. 收集和阅读相关文献，掌握MIMO技术的基本理论知识；2. 分析并总结MIMO技术在LTE系统中的应用与效果；3. 搭建模拟实验平台，设计相关试验并进行实验；4. 收集实验数据，分析数据，评估MIMO技术在上行链路中的效果。

四、研究预期成果本研究的预期成果包括：1. 系统了解LTE上行链路MIMO技术的理论知识；2. 探讨MIMO技术在上行链路中的应用和效果；3. 分析在不同信道环境下，MIMO技术对上行链路传输速率和信道质量的影响；4. 提出适用于当前移动通信系统的移动通信技术优化方案。

LTE链路级仿真实现及多用户检测技术研究的开题
报告
一、研究背景
随着移动通信技术的快速发展，4G LTE技术作为一项全新的移动通信技术取得了巨大的进展。

在此基础上，5G技术正在快速发展，未来将
会以更快、更稳定、更安全的网络服务为人们提供更多便利。

作为LTE
技术的重要组成部分，链路级仿真及多用户检测技术对于提高网络性能、实现网络优化等方面具有重要的意义，因此有必要对该技术进行深入研究。

二、研究目标
本文旨在研究LTE链路级仿真实现及多用户检测技术，以实现对网
络的有效优化。

三、研究内容
1. LTE链路级仿真方法的研究
2. 多用户检测技术的研究
3. 完整的LTE网络仿真实现
4. 对比多用户干扰和协作干扰对系统性能的影响
四、研究方法
1. 借助模拟工具对LTE信号进行分析和仿真
2. 综合分析实验数据并加以模型化
3. 提出相关算法和理论模型，对实验结果进行验证和分析
五、预期成果
1. 实现了LTE链路级仿真及多用户检测技术，并取得较好效果。

2. 分析多用户干扰和协作干扰对系统性能的影响，并提出相关优化方案。

3. 对比多个算法和模型，并评估其性能。

4. 提出相关应用场景下的效果评估方法和测试标准。

六、论文结构
第一章：绪论
第二章：LTE链路级仿真方法研究
第三章：多用户检测技术研究
第四章：LTE链路级仿真实现
第五章：干扰对系统性能的影响分析及对比
第六章：总结与展望。

设计与实现3GPP LTE无线链路控制协议研究与系统设计*收稿日期：2009年8月13日*本文受北京市教育委员会共建项目专项资助。

1 引言随着市场宽带无线接入技术需求的日益增长，第三代合作伙伴计划（3GPP，3rd Generation Partnership Project）开始了3G长期演进计划（LTE）。

在LTE协议栈层次结构中，RLC层作为L2层之一，主要用于为上层提供不同数据链路类型的抽象。

其中最主要的是提供可靠的数据传输链路，该链路类型用于屏蔽掉无线链路带来的影响并为上层提供可靠的数据传输。

RLC层通过使用不同的数据包收发处理机制（如分段和ARQ等）实现这些逻辑链路抽象。

本文将对3GPP LTE的RLC协议进行分析并研究实现RLC协议的软件系统方案，最后，通过对软件系统的功能进行测试以验证其完备性。

2 LTE RLC协议研究RLC层作为LTE协议栈L2层的协议之一，由多个RLC层实体组成，分别是TM发送实体、TM接收实体、UM发送实体、UM接收实体和AM实体等五个实体，如图1所示：图1 RLC协议架构图施渊籍 张玉成 石晶林 中国科学院计算技术研究所设计与实现3GPP LTE无线链路控制协议研究与系统设计R L C层通过这5个实体来进行无线链路的控制，并为上层提供三种不同特性的数据传输服务，分别是T M （Transparent Mode）数据传输、UM（Unacknowledged Mode）数据传输和AM（Acknowledged Mode）数据传输。

TM数据传输主要是以透传的方式，不保证数据包的顺序，以最短的时延传递到对端，主要适用于对时延敏感、不希望原始数据被分段，并且不需要下层保证数据包顺序到达的业务，如上层信令、广播消息、寻呼消息等。

UM数据传输能够保证数据按序传递给上层，并且能够对上层数据根据带宽限制进行打包分段，以最短时延使数据包按序到达对端，主要适用于对时延敏感、但是允许一定丢包率的业务，如VoIP等业务。