摘 要本设计的主要内容是基于Matlab中的Simulink软件平台，利用LTE系统工具箱以及现有的模块，对LTE-A物理层下行链路空间复用技术的接收部分进行分析和设计。LTE-A是由国际电信联盟（ITU）批准的第四代（4G）移动通信标准，其中发射和接收使用了MIMO技术 ，数据传输采用空间复用技术。本文主要对LTE中PDSCH信道（接收部分）的实现进行分析与设计，并给出基于Matlab2014a中Simulink平台的实现方案。 论文首先介绍了移动通信的发展历程，以及LTE的技术指标，网络框架结构。紧接着介绍了LTE下行链路物理层进行介绍，包括传输帧结构、时隙结构以及传输信道然后重点介绍了PDSCH信道（接收部分）的主要模块的原理，主要包括MIMO信道、OFDM解调、MIMO接收器、Turbo译码、CRC检测。通过上述理论分析，最后展示了利用Simulink平台对PDSCH的各个模块的仿真设计结构图，并将不同信噪比、发送天线数、调制方式下得到的接受星座图和误码率做了对比，分析结果产生的原因，并有助于更深入的了解PDSCH的具体实现效果。
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
目 录 III
第1章、绪论 5
1.1 本课题研究的背景和意义 5
1.1.1 研究背景 5
1.1.2 研究的意义 5
1.2 移动通信的发展简介 5
1.3 论文的主要工作 7
1.4 论文结构安排 7
第2章 LTEA下行链路物理层介绍 8
2.1 帧结构 8
2.1.1 FDLTE帧结构 8
2.1.2 TDLTE帧结构 8
2.2 传输资源结构 9
2.3 下行链路信道 11
2.3.1 LTE下行物理信道 11
2.2.2 LTE下行逻辑信道 13
2.2.3 LTE下行传输信道 14
2.4 本章小结 15
第3章 PDSCH信道分析 16
3.1 MIMO衰落和加性白高斯噪声信道 16
3.1.1 MIMO衰落 16
3.
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1.2 加性高斯白噪声 18
3.2 PDSCH接收端 18
3.2.1 OFDM解调 18
3.2.2 基于MMSE算法的线性MIMO接收机 20
3.2.3 解层映射 22
3.2.4解调 22
3.2.5 去扰 23
3.2.6 解速率匹配 23
3.3 信道译码 24
3.3.1 Turbo信道译码 24
3.3.2 CRC校验 26
3.4 本章小结 27
第4章 基于Simulink的PDSCH的信道设计 28
4.1 PDSCH信道各模块设计 28
4.1.1 Matlab2014 Simulink平台介绍 28
4.1.2 PDSCH仿真系统框图 29
4.2 结果和分析 33
4.2.1 改变调制方式 33
4.2.2 改变信噪比 36
4.2.3 改变发送天线数 42
4.3 本章小结 44
第五章 总结和展望 45
5.1 个人总结 45
5.2 展望未来 45
参考文献 47
致 谢 49
第1章、绪论
1.1 课题分析的背景和意义
1.1.1 课题背景
从1980年第一代移动通信产生到如今，尤其是在过去的十年之内，移动通信发生了翻天覆地的变化，真正想我们阐述了“日新月异”这个词的含义。从1980年第一代移动通信（1G）的模拟移动无线电系统，到如今风靡全球的4G网络，移动通信已然成为人们生活的重要部分，它不仅影响着人们的生产生活方式，更是成为了影响社会发展的关键性因素。随着社会的进步，人们生活水平的提高，人们对移动通信的要求也在逐步提高。第一代通信系统已经退出了市场，第二代数字通信系统GSM和CDMA也并不能解决用户对高速数据传输的需求，第三代通信以TDSCDMA、WCDMA、CDMA2000为主流标准，虽然在数据传输方面有了极大的提高，但依旧存在较多的问题，因此4G技术势在必行。随着中国移动，中国联通，中国电信三大运行商都相应的拿到了4G牌照，标志着4G正式开始商用，我们正进入了4G时代。
1.1.2 课题设计的意义
本课题主要研究LTEA下行链路空间复用技术，研究4G发展的关键技术，主要是对PDSCH信道的分析和设计。如果说LTE还不能称之为真正的4G，它未被3GPP （The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划）认可为国际电信联盟所描述的下一代无线通讯标准IMTAdvanced，仅仅被定义为3.9G，那么LTEAdvanced技术的发展，真正成为4G移动通信的关键，它以OFDM为核心技术，研究LTEA技术对4G技术的发展至关重要。
1.2 移动通信的发展简介
现代社会信息技术高度发达，现代人几乎不能想象如果不能进行信息的交流和传递，我们的生活会变成什么样。人们希望可以随时随地他人进行通信，为生活和工作提供便捷与效率。人们对移动通信的要求与日俱增，也推动着移动通信技术的飞速发展。从20世纪80年代第一代模拟移动无线电系统（1G）的研发至今，移动通信已经历经三十余年的发展，并且还在不断地发展更新。移动通信的发展历程如图1.1所示：
图1.1 移动通信发展历程
无线移动通信经历了以下几个阶段：
（1）第一代移动通信技术（1G）：制定于上世纪80年代，是指以模拟技术为基础的蜂窝无线电话系统，采用频分多址。由于其容量已不能满足日益增长的移动用户的需求，模拟蜂窝服务在许多地方正被逐步淘汰。
（2）第二代移动通信系统（2G）：以传输话音和低速数据业务为目的，因此又称为窄带数字通信系统，采用的技术标准主要为GSM和CDMA。从数模结合到数字移动通信，相较于1G网络，2G网络有了一个质的飞跃，标准化程度及频谱利用率提高、保密性增加、容量增大、干扰减小、能传输低速数据业务、全球漫游。
（3)第三代移动通信系统（3G）：也称IMT2000，是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。目前主要有三大标准为CDMA2000、WCDMA、TD—SCDMA。3G网络传输数据的速度比2G网络有了明显的提升，它能够更好地在全球范围内实现无线漫游，并处理包括音乐、图像、视频流等多种媒体形式，提供资料查找、邮件传输、电子商务等多种信息服务。
（4）长期演进技术（LTE）：2004年12月在3GPP多伦多会议上正式立项并启动。LTE系统相对于之前的3G技术，第一次采用了OFDM和MIMO等技术，使得数据传输速率明显提升，频谱利用率显著提高。但LTE并未被3GPP认可为国际电信联盟所描述的下一代无线通讯标准IMTAdvanced，因此从严格意义上说，LTE还未达到4G标准。[]

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