發(fā)布時間：2024-07-10 19:12

　　近年來,移動通信技術(shù)發(fā)展迅猛,第五代通信系統(tǒng)已經(jīng)出現(xiàn)在人們的視野當中。而波束賦形技術(shù)因其具有能夠擴大覆蓋范圍,有效的對抗信道衰落,增加信道容量等優(yōu)點,成為5G系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。因此,對于波束賦形技術(shù)的研究與實現(xiàn)具有很重要的現(xiàn)實意義。本文通過對3GPP 5G空口物理層協(xié)議基本原理的研究,設(shè)計了一種基于FPGA的波束賦形系統(tǒng),完成對下行符號數(shù)據(jù)的加權(quán)。本文主要包括以下工作內(nèi)容。首先,根據(jù)5G物理層協(xié)議,描述了 5G系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)、物理資源等的基本原理,深入研究了物理下行鏈路共享信道、物理下行鏈路控制信道、物理廣播信道、信道狀態(tài)信息參考信號、主同步信號和輔同步信號等下行信號與信道的工作原理,為本波束賦形系統(tǒng)設(shè)計提供理論依據(jù)。然后,根據(jù)協(xié)議內(nèi)容提出了本系統(tǒng)的總體設(shè)計方案。本設(shè)計依托有源天線單元硬件平臺,采用Xilinx公司的大規(guī)模xcVU9PFPGA芯片。采用自頂向下的設(shè)計方法對本系統(tǒng)進行了模塊劃分。運用Verilog硬件編程語言,根據(jù)各個模塊的幀結(jié)構(gòu)格式完成了邏輯電路程序編寫。本設(shè)計利用Questasim軟件為仿真工具,用Vivado軟件作為編譯和邏輯分析工具。最后,對本系統(tǒng)功能進行了驗證及...

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究背景
        1.1.1 移動通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程
        1.1.2 FPGA器件在無線通信中的應用
        1.1.3 第五代移動通信關(guān)鍵技術(shù)
    1.2 波束賦形技術(shù)
        1.2.1 波束賦形技術(shù)概述
        1.2.2 波束賦形技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文研究內(nèi)容及組織結(jié)構(gòu)
2 第五代移動通信系統(tǒng)物理層協(xié)議
    2.1 第五代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        2.1.1 參數(shù)集
        2.1.2 幀結(jié)構(gòu)
        2.1.3 物理資源
    2.2 物理信道詳述
        2.2.1 物理下行共享信道
        2.2.2 物理下行控制信道
    2.3 物理信號詳述
        2.3.1 參考信號
        2.3.2 同步信號
    2.4 同步信號與物理廣播信道塊
        2.4.1 參數(shù)計算
        2.4.2 資源映射
    2.5 本章小結(jié)
3 波束賦形系統(tǒng)總體設(shè)計
    3.1 系統(tǒng)功能分析
    3.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
        3.2.1 有源天線單元系統(tǒng)構(gòu)架
        3.2.2 波束賦形模塊總體構(gòu)架
    3.3 環(huán)境搭建
        3.3.1 FPGA平臺選型
        3.3.2 Vivado開發(fā)環(huán)境
        3.3.3 Questasim仿真環(huán)境
    3.4 本章小結(jié)
4 波束賦形系統(tǒng)FPGA實現(xiàn)
    4.1 頂層模塊
    4.2 數(shù)據(jù)解析模塊
        4.2.1 標準通用公共無線電接口傳輸格式概述
        4.2.2 模塊實現(xiàn)
    4.3 下行符號數(shù)據(jù)模塊
        4.3.1 乒乓存儲
        4.3.2 模塊實現(xiàn)
    4.4 信道狀態(tài)信息參考信號模塊
    4.5 物理下行鏈路共享信道因子模塊
    4.6 物理下行鏈路控制信道因子模塊
    4.7 同步信號與物理廣播信道模塊
    4.8 矩陣乘模塊
    4.9 本章小結(jié)
5 系統(tǒng)測試及結(jié)果分析
    5.1 測試平臺搭建
    5.2 系統(tǒng)性能測試
    5.3 系統(tǒng)運行結(jié)果測試
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
作者簡歷及攻讀碩士學位期間取得的研究成果
學位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：4004596