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SDR-LTE的实时传输实现

刘贝贝  
【摘要】:随着移动通信技术的快速发展,2G、3G、LTE等多制式共存,而移动通信设备在多模式、功能性扩展和设备兼容性等方面表现并不理想,使得产业界和学术界越来越重视对该类问题的解决方案——软件定义无线电(Software Defined Radio, SDR)。近年来,随着通用处理器(General Purpose Processor, GPP)的快速发展,其在数字处理应用上表现出越来越优越的性能,基于GPP的SDR方案受到更加广泛的研究和应用。由于其在高速运算、基带集中处理、代码可复用性等方面具有良好的应用前景,基于GPP的软件无线电技术得到了产业界和学术界的认可。 但目前基于GPP的SDR平台的软硬件开发技术还并不成熟,相关的技术资料比较缺乏,而论述较为全面的实践类参考文献更是少之又少。因此,本文以微软研究院开发的通用硬件平台SORA为研究样本对高速无线通信协议——LTE进行研究与实现,旨在为基于GPP-SDR的研究和开发提供应用参考和实践价值。为了区分不同协议的具体实现,本文以SDR-LTE来命名用于实现LTE协议的软硬件设备(又称软基站平台)。本文首先介绍了SDR-LTE的整体性能,然后从硬件和软件两个方面分别对各自的逻辑结构和数据处理流程做了详细的介绍。 针对SDR-LTE的定时偏差问题,本文提出了定时微补偿和时间修正方案,解决了SDR-LTE因定时偏差引起的接收数据错位,并提高了系统的鲁棒性;针对现有SDR-LTE平台无法支持时分双工传输,本文提出了一种基于特定存取结构的数据读取方案,实现了高效率的数据读取,减少了SDR-LTE平台的计算资源开销;针对SDR-LTE平台调制和解调时间开销较大的问题,本文以功能模块实时性需要、功能模块耗时为依据,通过合理的变量控制和结构调整,解决了系统实时性处理较差、多线程情况下处理流程混乱的问题,并降低了系统对调制和解调算法效率的要求。在上述研究的基础上,实现了SDR-LTE的连续、稳定的双向传输实验。 为验证基于GPP的软件无线电平台在无线通信领域的可行性,本文将高清视频流作为SDR-LTE的演示业务,实现了视频业务的稳定连续传输。为了减小SDR-LTE软基站平台无线传输时延的影响,本文作者采用了多发送队列重传方案,解决了因时延较大而引起的重传失效的问题。 基于上述研究搭建的SDR-LTE软基站平台最大可支持带宽20MHz,传输距离大于100米,峰值速率达44Mbps,并且通过了第三方测试单位的验证与测试。


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1 刘贝贝;SDR-LTE的实时传输实现[D];北京邮电大学;2015年
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