LTE聯(lián)合仿真平臺(tái)下多用戶多小區(qū)鏈路設(shè)計(jì)及GFDM系統(tǒng)共存測(cè)試分析.pdf

1、隨著5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的推進(jìn)，建立一個(gè)4G與5G通信系統(tǒng)兼容的系統(tǒng)仿真平臺(tái)對(duì)下一代通信技術(shù)發(fā)展至關(guān)重要。傳統(tǒng)的系統(tǒng)級(jí)仿真中采用鏈路級(jí)到系統(tǒng)級(jí)映射方案來(lái)提供鏈路信息，在鏈路級(jí)仿真映射過(guò)程中，由于新場(chǎng)景的復(fù)雜化，導(dǎo)致映射精度的損失，從而使系統(tǒng)仿真缺失真實(shí)性。而純軟件鏈路仿真需要較長(zhǎng)仿真周期，無(wú)法滿足系統(tǒng)級(jí)仿真的實(shí)時(shí)調(diào)度要求。針對(duì)這些問(wèn)題，本文采用軟硬件聯(lián)合仿真，利用軟件無(wú)線電設(shè)備通用軟件無(wú)線電外設(shè)(Universal Software Radio

2、Peripheral，USRP)實(shí)現(xiàn)鏈路基帶到射頻流程。用硬件鏈路代替軟件鏈路仿真，系統(tǒng)級(jí)仿真提供系統(tǒng)信息參數(shù)，硬件鏈路實(shí)時(shí)反饋實(shí)測(cè)信道質(zhì)量指標(biāo)，達(dá)到系統(tǒng)級(jí)和鏈路級(jí)聯(lián)合仿真，以消除鏈路級(jí)仿真映射過(guò)程中映射性能損失和鏈路仿真的時(shí)效性問(wèn)題。借助USRP靈活的重構(gòu)性，不僅可以實(shí)現(xiàn)LTE鏈路流程而且可用于5G物理層新技術(shù)驗(yàn)證。本文的主要工作是對(duì)聯(lián)合仿真平臺(tái)下硬件鏈路進(jìn)行設(shè)計(jì)、搭建GFDM系統(tǒng)共存測(cè)試鏈路并進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證，具體工作包括:
　　

3、第一，搭建軟硬件聯(lián)合仿真平臺(tái)，在該仿真平臺(tái)下基于USRP-RIO(Reconfigurable Input/Output)設(shè)備和LabVIEW Communications軟件設(shè)計(jì)針對(duì)系統(tǒng)仿真需求的長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)(Long Term Evolution，LTE)多用戶多小區(qū)硬件鏈路。多用戶多小區(qū)表示存在用戶間干擾和小區(qū)間干擾，對(duì)用戶間干擾設(shè)計(jì)九個(gè)干擾用戶的干擾受控鏈路，小區(qū)間干擾設(shè)計(jì)六個(gè)相鄰小區(qū)對(duì)目標(biāo)小區(qū)用戶的受控干擾。對(duì)所設(shè)計(jì)鏈路進(jìn)行性

4、能測(cè)試，驗(yàn)證該鏈路可滿足聯(lián)合仿真的需求。將鏈路融入到聯(lián)合仿真平臺(tái)中進(jìn)行性能測(cè)試，驗(yàn)證該鏈路可提升仿真映射精度并解決仿真時(shí)效性問(wèn)題。
　　第二，考慮到聯(lián)合仿真平臺(tái)的后向兼容性，搭建5G新技術(shù)驗(yàn)證鏈路廣義頻分復(fù)用(Generalized Frequency Division Multiplexing，GFDM)系統(tǒng)共存仿真鏈路，為該平臺(tái)的GFDM系統(tǒng)共存測(cè)試鏈路做好理論準(zhǔn)備。首先從GFDM的收發(fā)鏈路、發(fā)射機(jī)和接收機(jī)模型入手，著重分析G

5、FDM與LTE下行鏈路中正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)的區(qū)別，突出GFDM的低帶外功率適合于系統(tǒng)共存的特點(diǎn)。接著進(jìn)行仿真得出了保護(hù)間隔、濾波器類型、滾降系數(shù)對(duì)系統(tǒng)共存的性能影響。
　　第三，根據(jù)仿真鏈路原理搭建基于USRP-RIO的GFDM和LTE系統(tǒng)共存測(cè)試鏈路。通過(guò)該測(cè)試平臺(tái)測(cè)試了GFDM/OFDM發(fā)射功率對(duì)LTE性能影響、GFDM濾波器系數(shù)對(duì)LT