通信工程毕业设计（论文）-LTE物理下行控制信道的分析与仿真文档格式.docx

通信工程毕业设计（论文）-LTE物理下行控制信道的分析与仿真文档格式.docx

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班级：

0350901班

学号：

2009211417

指导教师：

王永

答辩组负责人：

景小荣

填表时间：

2013年5月

重庆邮电大学教务处制

摘要

LTE是下一代通信技术的研究热点，首先需要强调的是其并非传统意义上的4G准确的说其应该称作3.9G。

由于LTE系统具有远远优越于3G的突出特性，又由于笔者所就读的高校与LTE的深厚背景，笔者选择了这个有关于LTE的课题进行研究。

本文主要叙述了：

（1）移动通信的发展简史。

（2）LTE的简介。

包括其性能要求、信道结构、信道的设计、物理层的内容和功能、物理下行信道的一般概念。

（3）LTE物理下行控制信道的理论问题。

包括CCE聚合等级的介绍、DCI格式的描述、信道结构、构成、信道的格式、调制编码的方法、基本的传输过程。

（4）PDCCH的仿真分析。

包括对matlab软件的简要介绍、不同CCE聚合等级下的误码率与信噪比的问题、不同DCI情况下的误码率和信噪比的问题。

【关键词】LTE物理层PDCCH仿真

ABSTRACT

LTEisaresearchfocusinthenextgenerationcommunicationtechnology,itisneedtoemphasizeitisnotinthetraditionalsenseofthe4Gaccuratelyshouldbecalled3.9G.DuetotheLTEsystemisfarsuperiortotheprominentfeaturesof3g,andbecauseoftheauthorattendscollegeandLTEdeepbackground,theauthorchosethisaboutLTEtopicforresearch.Thispapermainlydescribes:

（1）Thedevelopmentofmobilecommunicationhistory.

（2）TheintroductionofLTE.Includingitsperformance,channelstructure,channeldesign,contentandfunctionofthephysicallayer,thegeneralconceptsofphysicaldownlinkchannel.

（3）TheLTEphysicaldownlinkcontrolchanneltheoryproblem.IncludingtheCCEaggregationlevelisintroduced,thedescriptionoftheDCIformat,channelstructure,composition,theformatofthechannelcodingandmodulationmethods,basictransmissionprocess.

（4）ThesimulationanalysisofPDCCH.Includingthebriefintroductionofthematlabsoftware,thedifferentCCEaggregationlevelofbiterrorrateandsignaltonoiseratio,differentDCIcasestheberandSNR.

【Keywords】LTEphysicallayerPDCCHsimulation

目录

第一章LTE的概述

第一节移动通信的发展

第二节LTE系统的简介

第三节论文的内容和结构安排

第四节本章小结

第二章LTE概述

第一节LTE的信道概述

第二节LTE物理层概述

第三节本章小结

第三章LTE物理下行控制信道

第一节DCI与CCE

第二节PDCCH的概念

第三节PDCCH的信道结构

第四节PDCCH的格式

第五节PDCCH的物理传输流程

第六节PDCCH的调制编码

第七节PDCCH的发送与接收

第四章LTE物理下行控制信道的仿真分析

第一节仿真的准备工作

第二节CEE聚合等级对误码率的影响

第三节不同DCI情况下的误码率与信噪比

结论

第一节研究结论

第二节论文的不足之处

致谢

参考文献

附录

一、英文原文

二、英文翻译

三、源程序

绪论

随着科技的发展现在社会已经开始步入信息化社会，信息在人们的日常生活中已经越来越凸显其重要地位。

为了更好地使信息服务于人们，信息技术在不断地发展。

至今，第三代移动通信已渐入成熟，第四代已整装待发。

移动通信技术作为目前最为流行的通信技术,发展潜力巨大是毋庸置疑的。

在他的发展中至今已经历了三次大的变革。

第一次，模拟通信的兴起，是通信业开天辟地的大事件。

第二次，数字通信的兴起，是通信技术的一次巨大变革。

第三次，准宽带的兴起，就是目前我们所接触最广的3G。

沿着这一趋势，相信将来的移动通信行业将会越来越兴旺，越来越繁盛。

作为移动通信技术的弄潮儿的LTE移动通信技术，现在正越来越凸显期重要地位。

随着社会的发展人们在满足了其日常的基本生活需求后，开始更加重视其生活质量。

作为与我们生活息息相关的通信技术，现在研究者众多，其中虽不乏一些精英分子，但滥竽充数者也不在少数。

另一方面，由于该技术深厚且复杂，不少缺少通信知识背景的人虽对该技术兴趣颇厚但苦于知识艰深不可理解，只能作罢。

笔者不自量力，想用自己的一支秃笔以自己大学所学为通信技术的发展尽微薄之力，对LTE中的关键技术之PDCCH做出一点总结，其中不乏错漏，还请海涵。

LTE的将达到的主要性能有：

在20MHz的频谱带宽下提供下行326Mbps、上行86Mbps的峰值速率；

改善小区边缘用户的性能；

提高小区容量；

降低系统延迟，用户平面内的单向传输时延低于5ms，控制平面从睡眠状态到激活状态的迁移时间低于50ms，从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms；

支持最大100Km半径的小区覆盖；

能够为350Km/h、最高500Km/h高速移动的用户提供>

100kbps的接入服务；

支持成对或非成对频谱，并可灵活配置从1.25MHz到20MHz多种带宽。

届时，LTE必将大幅度的提升人们的生活质量。

第一章选题的背景及论文的结构安排

移动通信系统始于1947年，且随后由于人们日常生活的需要，不断的发展和演进。

现在已经经历了大约四代：

第一代模拟制式的移动通信系统

模拟制式的移动通信系统，得益于70年代的两项关键突破：

微处理器的发明和交换及控制链路的数字化。

AMPS是美国推出的世界上第一个1G移动通信系统，充分利用了FDMA技术实现国内范围的语音通信。

第二代模拟蜂窝系统的大规模商用

风靡全球十几年的数字蜂窝通信系统，80年代末开发。

2G是包括语音在内的全数字化系统，新技术体现在通话质量和系统容量的提升。

GSM（GlobalSystemforMobileCommunication）是第一个商业运营的2G系统，GSM采用TDMA技术。

第三代移动多媒体通信技术

移动多媒体通信系统，提供的业务包括语音，传真，数据，多媒体娱乐和全球无缝漫游等。

NTT和爱立信1996年开始开发3G（ETSI于1998年），1998年国际电联推出WCDMA和CDMA2000两商用标准（中国2000年推出TD-SCDMA标准，2001年3月被3GPP接纳，起源于李世鹤带头搞的SCDMA）第一个3G网络运营于2001年的日本。

3G技术提供2MBPS标准用户速率（高速移动下提供144KBPS速率）。

第四代真正意义的高速移动通信系统

真正意义的高速移动通信系统，用户速率20Mbps。

4G支持交互多媒体业务，高质量影像，3D动画和宽带互联网接入，是宽带大容量的高速蜂窝系统。

2005年初，NTTDoCoMo演示的4G移动通信系统在20KM/小时下实现1Gbps的实时传输速率，该系统采用4X4天线MIMO技术和VSF-OFDM接入技术。

其中，由于第三代移动通信虽然较第二代移动通信有了巨大的进步，但是其根本技术并未有重大的变革，已经无法适应现今人们日益增长的需求。

有鉴于此，3GPP通过了关于3G长期演进的立项工作。

这既是LTE的由来。

为第四代移动通信系统的典型技术。

LTE是第3代合作伙伴计划（3rdGenerationPartnershipProject,3GPP）主导的通用移动通信系统（UniversalMobileTelecommunicationsSystem,UMTS）技术的长期演进（LongTermEvolution）。

于2004年12月3GPP多伦多TSGRAN#26会议上正式立项并启动。

LTE系统引入了OFDM和多天线MIMO等关键传输技术，显著增加了频谱效率和数据传输速率（峰值速率能够达到上行50Mbit/s,下行100Mbit/s），并支持多种带宽分配：

1.4MHz,3MHz,5MHz,10MHz,15MHz和20MHz等，频谱分配更加灵活，系统容量和覆盖显著提升。

LTE无线网络架构更加扁平化，减小了系统时延，降低了建网成本和维护成本。

LTE系统支持与其他3GPP系统互操作。

FDD-LTE已成为当前世界上采用的国家及地区最广泛的，终端种类最丰富的一种4G标准。

其主要性能要求为：

（1）通信速率有了提高，下行峰值速率为100Mbps、上行为50Mbps。

（2）提高了频谱效率，下行链路5（bit/s）/Hz，（3--4倍于R6版本的HSDPA）;

上行链路2.5（bit/s）/Hz，是R6版本HSU-PA的2--3倍。

（3）以分组域业务为主要目标，系统在整体架构上将基于分组交换。

（4）QoS保证，通过系统设计和严格的QoS机制，保证实时业务（如VoIP）的服务质量。

（5）系统部署灵活，能够支持1.25MHz-20MHz间的多种系统带宽，并支持“paired”和“unpaired”的频谱分配。

保证了将来在系统部署上的灵活性。

（6）降低无线网络时延：

子帧长度0.5ms和0.675ms，解决了向下兼容的问题并降低了网络时延，时延可达U-plan<

5ms，C-plan<

100ms。

（7）增加了小区边界比特速率，在保持基站位置不变的情况下增加小区边界比特速率。

如MBMS（多媒体广播和组播业务）在小区边界可提供1bit/s/Hz的数据速率。

（8）强调向下兼容，支持已有的3G系统和非3GPP规范系统的协同运作。

与3G相比，LTE更具技术优势，具体体现在：

高数据速率、分组传送、延迟