3GPP LTE链路自适应技术及其在协作通信中的应用

作     者：严奇犇 

作者单位：复旦大学 

学位级别：硕士

导师姓名：胡波

授予年度：2010年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 

主      题：LTE 先进LTE 链路自适应技术 混合ARQ 协作通信 中继技术 

摘      要：移动通信从走进人们的生活开始,就日益深刻地影响着人们的生活方式。当今移动通信领域正在经历迅猛发展,新一代移动通信系统正在从协议走向应用。无线新业务的不断发展导致移动通信走向宽带化、多样化,而且蜂窝通信、移动广播电视、无线宽带网络正在加速相互渗透,网络不断趋于融合。在如此发展形势下,对新一代移动通信技术的开发和研究具有极大的意义。 长期演进(LTE)项目是3GPP组织提出并大力投入的3G演进项目,旨在搭建下一代移动通信系统平台,作为研发4G通信系统的基础。如今,作为4G候选方案的先进LTE (LTE-Advance)项目也受到了研究人员的关注,并在不断提出新的方案,来实现更为高效的未来移动通信系统。其中,协作通信,也称为中继技术,作为LTE-Advance中采用的新技术,将为通信系统提供更多的分集增益。 为了对LTE系统进行深入地研究,我们首先根据3GPP给出的LTE相关协议以及3GPP成员的提案,开发了LTE物理层基带仿真系统,并对其作了性能仿真,进而与其他公司给出的LTE性能测试结果进行比较以验证其正确性。在此基础上,本文重点研究了LTE中的链路自适应方案,对自适应调制编码(AMC)技术以及混合ARQ算法进行了系统仿真。这两种自适应链路方案通过不同方式进行自适应控制,仿真显示AMC方案和混合ARQ方案进一步提高了系统吞吐率性能。并且本文对其中的混合ARQ的各种算法进行了仿真,根据传统混合ARQ在不同信道条件下不同的性能增益以及传统接收端合并带来的错误累积问题,提出了一种新型的自适应混合ARQ算法,核心思想是通过发送端自适应地选择混合ARQ方案,同时在接收端进行选择性合并的方式,提高了现有混合ARQ算法的吞吐率性能。 本文进一步对LTE-Advance中将采用的协作通信系统进行了研究,介绍了现有的多种协作混合ARQ算法,并且设计了新型的基于速率兼容卷积(RateCompatible Punctured Convolutional, RCPC)码字的协作混合ARQ算法应用于协作通信系统,进一步提高了数据速率和通信可靠性,改善系统吞吐率。数值仿真结果显示,将新型的协作混合ARQ算法应用于协作通信系统将会有效地改善系统性能。