作者 刘小刚 徐兰天 我国电子科技集团公司第四十一研讨所 电子信息测验技能安徽省要点试验室(安徽 蚌埠 233010)
*基金项目：国家科技严重专项(编号：2016ZX03002010)
刘小刚(1987- )，男，工程师，研讨方向：网络测验技能;徐兰天，男，工程师，研讨方向：网络测验技能。
摘要：LTE以其高速率、低时延等长处，得到国际各干流通讯设备商和运营商的广泛重视，并现已开端进行大规划的商用。为了确保 LTE及其后续技能的持久生命力，一起也为了满意IMT-A和未来通讯的更高需求，LTE-A的推广现已势不可挡。为了检测LTE-A物理层的事务信息，LTE-A PDSCH的解调成为物理层剖析的中心模块。本文结合自主研制的归纳测验仪，对LTE-A PDSCH解调技能进行讨论，仪器剖析成果表明提出的检测技能正确有用。
导言
当时各地LTE测验作业不断打开，并逐渐开端规划商用。作为LTE的滑润演进，LTE-A可以坚持与LTE杰出的兼容性;供给更高的峰值速率和吞吐量，下行的峰值速率为1Gbps，上行峰值速率为500Mbps;具有更高的频谱功率，下行提高到30bps/Hz，上行提高到15bps/Hz;支撑多种运用场景，供给从宏蜂窝到室内场景的无缝掩盖。
为了满意上述要求，LTE-A引进MIMO技能、CoMP、CA、中继等关键技能[1]。作为LTE-A信令进程的最底层，物理层为MAC层和高层供给信息传输的服务。因而，对物理层的解调直接影响到LTE-A的信令流程。
1 LTE-A PDSCH解调进程
归纳测验仪由信号收集体系、信号解调体系、信号显现体系等模块组成，完结LTE-A信号收集及剖析。其间，信号解析体系物理层剖析子模块选用FPGA+DSP结构完结。详细完结链路如图1所示，首要包括时刻频率同步和FFT、信道估量、PBCH解析带宽、DCI解析、PDSCH解析等模块。经过时刻频率同步进程消除LTE-A信号的守时误差和频率误差;FFT进程把LTE-A信号变换到频域，在频域上进行信道估量及解调;信道估量经过小区参阅信号进行信道估量，并经过插值得到一个子帧的信道估量;PBCH信道解分出24位比特，然后解分出小区的带宽信息;DCI解析进程确认不同的DCI格局、层数、调制格局等信息，便于PDSCH解析;PDSCH在MIMO和载波聚合情况下进行解析，得到PDSCH的EVM。
1.1 同步和FFT
eNode和UE通讯进程中因为晶振的精度和UE的高速移动带来多普勒偏移等要素会发生频率偏移和守时误差，因而，为了解析PDSCH信道信息，有必要对抓取的LTE-A信号进行守时同步及频偏补偿[2]。
本文依据PSS及SSS的性质进行守时同步，并运用CP相关进行频偏估量。因为周期为5ms的PSS是ZC序列，具有很强的相关性，可运用此特性确认5ms的时隙鸿沟，一起得到小区扇区ID。在此基础上，进行PSS精同步，然后可以确认10ms的鸿沟，并得到小区组ID。一起运用CP相关，得到频偏估量，对LTE-A信号进行频偏补偿。
因为输入的数据为时域数据，为了在频域处理，需求经过FFT将时域数据转换到频域。
1.2 信道估量
因为无线信道的存在，无线通讯体系的功能在很大程度上受到影响，如暗影式微和频率选择性式微。因而，信道估量是完结无线通讯体系的一项关键技能。
从信道估量算法先验信息的视点，信道估量可以分为三类：依据参阅信号的估量、盲估量和半盲估量。为了运算的速度和准确性，本文采纳依据参阅信号的估量。首要发生抱负的小区参阅信号，然后在频域提取相应方位的小区参阅信号，然后得到小区参阅信号的信道估量值。然后在各个符号、各个频域进行插值，然后得到一个子帧的信道估量。
1.3 PBCH解析带宽
LTE-A的小区带宽支撑1.4M、3M、5M、10M、15M和20M，带宽信息在PBCH的码流中表现。依据基站的信令流程，每个体系帧含有一个MIB，其间包括小区带宽信息。为了用户尽量少输入参数，添加人机友爱界面，故本文对小区带宽进行盲解。
首要对指定6个资源块的频域数据进行信道估量和均衡，然后进行212进程解析，先后阅历解速率匹配、维特比译码、CRC校验，然后得到24位的PBCH信息，依据3GPP协议[2]，解分出小区的带宽和体系帧号。
1.4 DCI解析
不同的TM形式对应不同的DCI格局，本产品支撑的TM形式为TM1~TM10，支撑的天线数为1、2、4、8。当有事务信息存在时，TM形式才会表现。DCI信息包括了DCI格局，信道编码格局，冗余版别，码字等信息。本文以TM3为例进行阐明。
TM3支撑“开环空分复用”，选用的DCI格局为2A。解析完结PDCCH信道后，就可以解析DCI信息。因为各种TM形式中均或许包括DCI格局0或1A，故首要解析DCI格局0或1A，然后再解析TM3独自对应的DCI格局2A。解析进程中先对公共查找空间进行解析，然后再对专用查找空间进行解析，然后得到DCI的各比特。依据3GPP协议[3]，可以得到信道编码格局、冗余版别、层数、码字等信息，为下一步解析PDSCH作预备。
1.5 PDSCH解析
1.5.1 MIMO下的PDSCH解析
依据1.4节DCI的解析成果和TM形式，进行PDSCH解析。若DCI不存在，则未进行事务，PDSCH不存在;若DCI为格局0，则只存在上行事务，PDSCH不存在;若DCI为格局1A，则为传输分集，直接提取PDSCH数据，进行信道均衡核算EVM。
关于其他的DCI格局，TM7以下直接提取PDSCH数据，进行信道估量、信道均衡核算EVM。TM7以上需求依据UE特别参阅信号提取PDSCH数据。TM9以上还需求依据CSI参阅信号提取PDSCH数据。然后进行信道估量、信道均衡核算EVM。
1.5.2 载波聚合下的PDSCH解析
载波聚合条件下需求对接纳信号进行处理，不然EVM目标很差。
本文以三载波为例，首要将接纳的时域数据进行变换到频域，在频域三载波共占用了60M带宽，如图2所示。然后进行DDC滤波，别离提取各载波的数据。再进行PDSCH的解析，需求进行3次解析。为了削减运算量，因为载波聚合条件下同步点为同一点，故可以只核算一次同步点，其他两载波均运用此点。
2 试验成果及剖析
本次试验以某基站及终端为测验目标，经过归纳测验仪信号收集模块收集数据，选用本文提出的PDSCH检测剖析技能，得到TM3情况下的PDSCH解析目标，契合3GPP协议要求，如图3所示。一起对3载波情况下的PDSCH进行解析，如图4所示。从试验成果可知，本文提出的PDSCH信道检测剖析技能正确、有用，可以满意归纳测验仪的解析要求。
3 定论
LTE-A物理层剖析模块是归纳测验仪的重要组成部分。PDSCH信道承载物理层事务比特流信息，其信道检测剖析是物理层剖析模块的中心部分，本文结合自主研制的归纳测验仪体系功能要求，对PDSCH信道检测剖析技能进行讨论，仪器剖析成果表明提出的检测剖析技能正确有用。
参阅文献：
[1]王映民,孙韶辉.TD-LTE技能原理与体系规划[M].北京:人民邮电出版社,2010:431.
[2]3GPP TS 36. 211 v13. 4. 0. Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical channels and modulation (Release 13)[S]. 2016.
[3] 3GPP TS 36. 212v13. 4. 0. Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Multiplexing and channel coding(Release 13) [S]. 2016.
本文来源于《电子产品国际》2017年第7期第37页，欢迎您写论文时引证，并注明出处。
