【摘 要】
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相比于长期演进（Long Term Evolution,LTE）技术,第五代移动通信技术（The5th-Generation,5G）无论是在传输带宽,传输时延还是可靠性方面都有着巨大的改进。为了满足多种场景下的功能测试和性能测试,需要研发能灵活地实现5G新空口（New Radio,NR）技术方案的5G终端模拟器。物理下行控制信道（Physical Downlink Control Channel,
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相比于长期演进（Long Term Evolution,LTE）技术,第五代移动通信技术（The5th-Generation,5G）无论是在传输带宽,传输时延还是可靠性方面都有着巨大的改进。为了满足多种场景下的功能测试和性能测试,需要研发能灵活地实现5G新空口（New Radio,NR）技术方案的5G终端模拟器。物理下行控制信道（Physical Downlink Control Channel,PDCCH）作为5G物理层唯一的下行控制信道,承载着下行控制信息（Downlink Control Information,DCI）,在整个物理层中起到承上启下的作用。本文基于国家科技重大专项“增强移动宽带5G终端模拟器研发”的研发需求,对PDCCH接收端链路各个模块的原理进行研究和基于现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）的工程实现。本文的主要工作如下:1.本文将压缩感知应用于信道估计技术,针对正交匹配追踪（Orthogonal Matching Pursuit,OMP）算法在稀疏度未知的条件下重构效果不佳的问题,采用DFT与OMP算法相结合的方法,提出一种稀疏度自适应的重构算法,解决了OMP算法在稀疏度未知时重构效果差的问题。仿真结果表明,在信噪比为10d B且导频数量相同的情况下,本文所提算法的归一化均方误差（Normalized Mean Square Error,NMSE）比最小二乘（Least Squares,LS）算法约小5d B,比OMP算法约小4d B,且算法在未知稀疏度场景下能够自适应地调整迭代次数,保证了算法的重构效率。2.研究5G终端模拟器系统PDCCH接收端链路中各个流程的基本原理,在MATLAB仿真基础上,依据项目实际需求对PDCCH接收链路各模块进行FPGA流程设计。使用Vivado开发平台对PDCCH链路进行FPGA实现,然后通过Modelsim仿真平台对链路进行功能仿真,并从资源占用、时间占用、功耗分析等方面分析验证链路设计方案的可行性。对PDCCH接收端链路性能分析的结果表明,整个链路FPGA芯片资源总体占用率约为5%,在200MHz的系统时钟下,处理PDCCH接收端流程最大需要178us,能在一个时隙的时间内完成处理,为后续信道处理流程预留了充足的资源和时间。
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