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LTE是3.9G的全球标准，可以为用户提供更高质量的服务，可在20MHz带宽下能够提供下行100Mbit/s和上行50Mbit/s的峰值速率。目前LTE各项开发工作正如火如荼的进行，商用是必然趋势。为了推进我国的TD-LTE技术的发展演进，对TD-LTE系统中关键技术的深入研究与硬件实现就显得刻不容缓。
本文结合在实验室参与的国家重大科研专项，对TD-LTE系统中物理下行共享信道(PDSCH)进行了研究，在对物理层协议深入理解的基础上，重点研究了下行链路基带信号生成和定时同步等关键技术，详细说明了相关模块在FPGA中的实现过程，并在硬件平台上进行了多项测试。PDSCH信道中的基带信号生成实质上也就是OFDM符号调制生成的过程，逆快速傅里叶变换(IFFT)又是OFDM调制的核心部分，简要介绍了Cooley-Tukey FFT算法、Good-Thomas FFT算法和Divide and conquer FFT算法，并对这三种FFT算法进行了综合比较，基于硬件实现的考虑，最后选择使用Cooley-Tukey FFT算法。基带信号生成的硬件实现模块中，首先介绍TD-LTE无线综合测试仪表的基带开发平台，然后重点介绍了其中的EMIF、EMIF解析模块、I2C接口及I2C解析模块、IFFT变换、控制模块和TX模块等关键模块的实现过程，最后在硬件平台上进行了基于板级的ChipScope Pro软件测试、频谱仪测试和信号矢量分析仪测试，对资源和时间进行了评估，验证了基带信号发送模块的正确性和可行性。定时同步作为TD-LTE下行链路的关键技术，直接影响到终端接收机的性能，本文首先研究了基于循环前缀的最大似然(ML)估计算法和基于主同步信号(PSS)的定时同步算法，进行了算法时空复杂度分析，并在高斯白噪声信道和EPA5信道以及不同频偏条件下，使用Matlab进行了仿真比较，在实际应用中选择了基于循环前缀的ML算法。然后重点说明了基于循环前缀的ML算法的FPGA实现过程，在仿真正确的前提下，基于硬件平台上做了板级ChipScope Pro软件测试和示波器测试，进行了时间资源评估，其处理速度、精度和资源占用方面均性能良好。最后，根据在硬件调试中的实际经验，提出了一些优化方案，给后续基带开发工作打下了坚实的基础。