基于GNU Radio平臺(tái)的LTE系統(tǒng)HARQ設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來(lái)，移動(dòng)通信行業(yè)發(fā)展迅猛，LTE由于具有高速率、寬頻譜、低時(shí)延等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛應(yīng)用。混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳協(xié)議HARQ作為高可靠性傳輸?shù)挠行ПＵ霞夹g(shù)，被列為了LTE的關(guān)鍵技術(shù)之一。本論文基于GNU Radio/USRP軟硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了LTE系統(tǒng)中的HARQ功能。
　　本論文首先闡述了LTE的雙工方式、幀結(jié)構(gòu)等，然后討論了LTE中常用的差錯(cuò)控制技術(shù)自動(dòng)請(qǐng)求重傳ARQ、前向糾錯(cuò)編碼FEC以及這兩種技術(shù)相融合的HARQ。
　

2、　其次，分別給出了LTE上下行鏈路方向上的HARQ設(shè)計(jì)方案。具體來(lái)說(shuō)，在MAC層有HARQ實(shí)體控制的HARQ進(jìn)程，資源授權(quán)、重傳的執(zhí)行以及對(duì)反饋信號(hào)的處理實(shí)際上由HARQ進(jìn)程負(fù)責(zé)完成，該進(jìn)程會(huì)根據(jù)反饋信號(hào)決定是否重傳數(shù)據(jù)、是否清空緩存的調(diào)度信息和數(shù)據(jù)等；在物理層，根據(jù)LTE標(biāo)準(zhǔn)，由PHICH信道承載上行反饋信號(hào)，PUSCH/PUCCH信道承載下行反饋信號(hào)；當(dāng)物理層譯碼錯(cuò)誤時(shí)，開(kāi)辟緩存區(qū)保存譯碼錯(cuò)誤的子幀數(shù)據(jù)，以便與重傳子幀合并。

3、　　然后，使用C++在GNU Radio軟件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了HARQ功能，重點(diǎn)完成以下內(nèi)容：第一、分析了HARQ運(yùn)行時(shí)序，并設(shè)置時(shí)間裕值來(lái)吸收GNU Radio軟件運(yùn)行中的時(shí)間抖動(dòng)，以便HARQ可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行；第二、HARQ實(shí)體根據(jù)子幀號(hào)將授權(quán)信息、數(shù)據(jù)等交給相應(yīng)的HARQ進(jìn)程，由該進(jìn)程依據(jù)重傳次數(shù)和反饋信號(hào)向物理層遞交冗余版本、調(diào)度等信息；第三、依據(jù)LTE標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)上下行反饋信道采用不同的編碼、調(diào)制等方式處理后，映射在相應(yīng)的時(shí)頻資源位置

4、上；接收端在物理層通過(guò)解調(diào)、譯碼等操作將反饋信號(hào)遞交給MAC層；第四、在物理層上采用IR合并方式對(duì)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存合并，以便增加數(shù)據(jù)信息冗余量，減少重傳次數(shù)，降低系統(tǒng)誤碼率。
　　最后，在GNU Radio/USRP軟硬件平臺(tái)上，測(cè)試了本論文實(shí)現(xiàn)的HARQ，測(cè)試內(nèi)容主要包括：1）HARQ合并性能，仿真結(jié)果表明，相同信噪比下，有HARQ合并的重傳次數(shù)明顯小于無(wú)合并的情況，在QPSK調(diào)制方式中，當(dāng)信噪比為1dB時(shí)，重傳次數(shù)降低了約51

5、.3％。2）高斯白噪聲仿真信道下，無(wú)HARQ合并時(shí)誤包率約為10.56％，有HARQ合并時(shí)誤包率約為2.69％，明顯小于無(wú)HARQ合并的情況；在3dB信噪比時(shí)，重傳可能超過(guò)兩次，而在4dB時(shí)，基本上重傳兩次就可以解碼正確。3）多徑仿真信道下，隨著多徑的減少，HARQ誤包率也隨之減少，在七徑萊斯信道下，誤包率為0.3814％，而在兩徑萊斯信道下，HARQ誤包率約為0.0394％。4）室內(nèi)無(wú)線傳輸環(huán)境下的實(shí)測(cè)結(jié)果表明，HARQ可以正確實(shí)現(xiàn)反