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摘要：信息时代到来后，人们对通信要求逐渐提高。然而传统网络通信技术应用下，并不能满足群众对通信个性化、移动性的要求，尤其在室内覆盖方面，多存在数据传输不稳等情况。通过实践研究发现，做好LTE下行链路设计，使其达到室内覆盖设计要求，有利于解决以往移动通信存在的弊病。本文将对LTE物理层相关概述、LTE下行链路仿真实现以及LTE室内覆盖设计等进行探析。
关键词：LTE物理层；LTE下行链路仿真；室内覆盖设计
前言：作为UTRA与UTRAN等技术的改进项目，LTE是当前提升移动通信水平的重要技术支撑。尽管近年来LTE系统应用下取得较多突破性的成就，但由于其在仿真软件上仍处于缺失状态，极大程度上制约LTE系统优势的发挥，这就要求做好下行链路仿真平台的构建，并注意满足室内覆盖设计要求。因此，本文对LTE系统相关研究，具有十分重要的意义。
一、LTE物理层相关概述
关于LTE物理层，其实现的关键在于物理层协议、帧结构以及资源栅格等方面，如其中的物理层，一般以TS 36.214物理层测量、TS 36.213物理层过程、TS 36.212信道编码以及物理信道等为主；而在帧结构方面，有两种分别适用于FDD、TDD模式的帧结构，都为10ms的帧长。从LTE系统实现的技术看，主要集中在OFMD技术、多天线技术以及HARQ技术等方面。其中OFDM技术可称之为正交频分复用技术，区别于FDM技术，以频率选择性信道作为应用环境。对于多天线技术，LTE系统应用的主要为MIMO技术，其优势在于可使系统容量得到提高，误码率降低。另外，在HARQ技术方面，其可被叫做混合自动请求重发，应用中可使多径衰落、信道时变性下的误码率较高问题得以解决，数据传输可靠性、系统吞吐量都将得到提高[1]。
二、LTE下行链路仿真实现
LTE下行链路仿真实现中，主要考虑在原始数据块进行合理设计，确保LTE系统应用下能够满足数据传输要求。本文在研究中主要考虑从各模块设计方面着手，实现仿真平台设计的目标。需注意的是仿真实现中需结合LTE下行链路信号处理流程，进行各模块的设计。具体包括：第一，信息比特生成。该模块的作用主要表现在二进制信源数据生成方面，要求在TransportBlock随机数据生成的基础上，做好CRC检验，若检验中发现存在问题，需向发送端进行反馈。第二，比特级处理。该模块应用下，要求在信源数据生成中，添加CRCA在此基础上采取码块分割措施，并添加CRCB，最后利用Turbo编码方式完成信道编码过程。第三，MIMO模块。LTE下行链路仿真中，MIMO模块的作用极为关键要求其满足层映射、预编码等处理要求。如在层映射方面，可考虑在MIMO模块设计中，进行空间复用、传输分集以及单天线传输配置等，而预编码需与其保持对应，分为空间服用、的发射分集以及单天线发送等预编码。第四，OFDM模块。由于资源映射下产生较多数据，需通过OFDM调制，调制中需借CP实现。对于LTE，可选择正常或扩展CP长度，通常以信道时间、系统容量为依据确定CP长度。此外，为实LTE下行链路仿真，应注意在主程序上合理设计，设计中主要强调采取两层循环方式，包括内循环与外循环，前者强调确定信噪比后，开展仿真迭代工作，而后者循环对象为信噪比[2]。
在仿真设计结束后，应注意做好仿真结果分析工作。本文在研究中选取的信道模型为VehA、PedB两种，二者分别指为在车载环境下与步行环境下的多径信道。通过仿真分析可发现，若信噪比相同，通过增加天线数目可降低系统误块率，且信噪比增大情况下，系统吞吐量将会提升许多。若从VehA、PedB信道情况看，在HARQ技术应用下，通信质量可得到改善。同时，LTE系统应用下需以时变信道质量为依据进行MIMO模式的选择，若质量较低，数据传输中可引入传输分集方式，而在质量较高情况下，数据传输可通过空间复用实现[3]。
三、LTE室内覆盖设计研究
（一）LTE室内系统构成
LTE室内系统在构成上主要以信号源、分布系统为主。系统实现的原理主要表现为信号源信号在分布系统应用下可被引入室内，确保室内各角落都有信号覆盖。其中的信号源主要为信号设备，如射频拉远基站、微蜂窝基站等。对于分布系统，在构成上表现为合路器、耦合器、功分器以及天线等。一般分布系统在分布方式上，以泄漏电缆分布、光纤分布以及同轴电缆分布等方式为主。
（二）LTE室内室内系统建设要求
LTE室内系统设计中，要求以相关的原则为基础，具体包括：①LTE网络性能的保障，其是网络覆盖质量的关键所在；②稳定性要求，LTE系统设计中，应减少外界因素对系统稳定性、安全性带来的影响；③若涉及系统改造问题，要求在改造量上进行控制，使现网受到的影响得到控制；④系统建设中，要求使LTE系统、WLAN、TD-SCDMA以及GSM等能够共用，且彼此不会产生干扰问题。为达到LTE室内覆盖设计要求，需注意在相关指标上进行明确，如覆盖指标、边缘速率、呼叫阻塞、可接通率、承载速率以信号外泄要求等。
（三）LTE室内覆盖规划方案
根据LTE室内覆盖设计的相关原则与指标，首先要求在覆盖规划思路上进行明确，整个规划思路如图1所示。实际设计中，应在容量需求上做好分析。从LTE可调度现状看，需以下行、上行控制信道容量作为控制依据，其中下行调度方面，应以物理下行控制信道、帧格式指标信道为依据，进行信道容量的确定，而在上行调度方面，要求以上行控制信道、物理接入信道为依据，进行信道容量的确定。假若以20MHz作为带宽条件，LTE应支持的调度用户可达到80个。而从覆盖性能上，LTE覆盖特性相比TD-SCDMA，更具优势，但需注意在数据速率相同情况下，系统资源配置、调制编码方式等可能对覆盖目标带来一定影响，所以在提升覆盖性能中，可借助空间复用、Bemforming、SFBC等方式。除此之外，系统设计中需考虑到干扰问题，包括杂散干扰、阻塞干扰等，要求采取针对性的解决措施，如通道隔离度的控制等[4]。
图 1 LTE室内覆盖规划思路
结论：LTE下行链路的仿真设计与室内覆盖设计是当前LTE系统应用下需考虑的主要问题。实际进行LTE下行链路仿真中，要求做好模块化设计，包括比特级处理模块、信息比特生成模块、调制模块、MIMO模块以及OFDM模块等。同时，在室内覆盖设计中，要求在明确分布系统构成的基础上，做好具体的规划工作，如容量需求、覆盖性能等，以此达到LTE系统应用目标。
参考文献：
[1]邓丰. LTE家庭基站下行功率自优化算法的研究与实现[D].南京邮电大学,2013.
[2]叶剑波. LTE下行链路仿真实现及LTE室内覆盖设计[D].南京邮电大学,2013.
[3]杨辉. LTE/LTE-Advanced下行链路级仿真实现以及若干技术研究[D].北京邮电大学,2010.
[4]刘朝阳. LTE下行链路仿真平台设计实现及物理层关键技术分析[D].西安科技大学,2011.
论文作者:黄汉
论文发表刊物:《基层建设》2016年11期
论文发表时间:2016/8/15
标签：系统论文; 信道论文; 室内论文; td-scdma论文; 链路论文; 模块论文; 技术论文; 《基层建设》2016年11期论文;