基于FPGA的LTE物理下行控制信道研究

【摘要】伴随着科学技术快速进步和提升，移动通信技术已经相当成熟，从第一代一直到目前的第四代移动通信技术，移动通信领域发生了巨大的变革。LTE系统相比于之前的系统，明显的增强了频谱效率和数据传输速率。LTE系统有两种制式，频分双工系统（FDD）与时分双工系统（TDD）。当今的商业运营商都在竞争LTE的市场份额，可见LTE技术在未来通信领域将占有重要的位置。集成电路技术的发展，通信相关产品的研发和生产具有更广阔的平台，逐渐成为集成电路领域的主要力量。与相对于传统的数字电路而言，FPGA具有可编程、高速、高可靠性和高集成度等特点，将原来的板级电路设计放在芯片中进行，提高了电路性能，降低了印刷电路板设计的工作量和难度，大大的提高了设计的灵活性与效率。FPGA具有时钟频率高、快速，内部延迟小等优势，因此被广泛运用于通信、军事和医疗卫生领域。本文将研究基于FPGA的LTE物理层下行控制信道算法实现，包括信源产生、冗余校验添加、编码、加扰和调制等部分的电路架构搭建。采用Altera公司的FPGA开发板作为平台，实现各个部分和系统算法的仿真实现，会使用VerilogHDL语言及及内部的IPcore完成FPGA的逻辑电路设计。通过QuartusII软件进行代码输入和综合，利用Modelsim做功能仿真，将信道输出结果与Matlab的建模结果做出比对，得出相一致结果，验证了LTE物理层下行控制信道基带算法逻辑电路实现达到了协议指标的要求。本论文只是对下行物理层控制信道的电路设计，当然整个物理层信令的流转需要其他各个信道和相关物理信号的配合，这对于基站的搭建至关重要。本论文后续的研究方向是对基站物理层电路的完善，包括其他基带部分，射频，时序控制部分和PCIE部分，最终形成终端模拟仪器TM500与基站开发电路之间的信令沟通，验证LTE协议算法的实现。
【作者】樊海超；
【导师】徐炳吉；
【作者基本信息】中国地质大学（北京），控制理论与控制工程，2014，硕士
【关键词】FPGA；LTE；物理层；控制信道；

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