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TD-LTE综合测试仪表基带信号生成的研究与实现
TD-LTE综合测试仪表基带信号生成的研究与实现
随着无线通信技术的不断发展，TD-LTE技术作为一种新兴的无线通信技术，正得到越来越广泛的应用。在TD-LTE技术的发展过程中，综合测试仪表作为一种重要的测试工具，可以对TD-LTE终端和基站进行全面的测试，以保证TD-LTE网络的性能和稳定性。
基带信号生成是综合测试仪表中的核心部分，其质量和准确性对TD-LTE网络的测试结果和性能影响巨大。因此，本文主要研究TD-LTE综合测试仪表基带信号生成的技术和实现方法。
一、TD-LTE基带信号特点及其生成
TD-LTE基本特征是采用时分复用技术，也就是将频域资源划分成多个时隙(subframe)，每个时隙包含14个符号(symbol)，1个符号长为72个子载波。每个时隙长度为1ms。因此，TD-LTE基带信号的生成需要根据这些特点来进行。
基带信号生成的方法有多种，其中常用的包括软件生成和硬件生成两种。软件生成方式可以采用MATLAB等工具来实现，其优点是可灵活设置参数，调整仿真条件；缺点是生成的信号精度受到计算机运算精度的影响，无法达到实际测试设备的精度要求。而硬件生成方式则采用FPGA芯片等高性能硬件来实现，具有高速运算、精度高等优点，但相应的硬件制造成本也比较高。
二、基带信号生成采用的技术和实现方法
在TD-LTE基带信号生成过程中，一个关键技术是QPSK调制。QPSK调制是一种常用的调制方式，其主要作用是将数字信号转换为模拟信号，以便于信号在无线信道中传输。QPSK调制采用的是正交振幅调制技术，分为4个相等的相位，每个相位表示2个比特，因此可以在单位时间内传输更多的比特。QPSK调制可以采用MATLAB软件进行仿真，生成复合基带信号，并通过DAC(数字模拟转换器)输出载波信号。
在基带信号生成中，另一个重要技术是信道编码。信道编码是将数字信号进行编码，用于改善信道传输过程中的误码率。TD-LTE采用的是Turbo编码，该编码方式能够保证传输信号的可靠性和稳定性。针对这种编码方式，可以采用硬件加速的方式来进行编码，以提高编码效率和速度。
三、TD-LTE基带信号生成的实现过程
1、QPSK调制
基于MATLAB的QPSK调制函数生成的基带数字信号与载波相乘，输出复合基带信号，在接收端进行解调还原为原信号。QPSK调制的MATLAB代码如下：
function[mod_QPSK]=QPSKmodule(bit_data)%输入为比特流
%QPSK调制函数。
%根据QPSK调制建立星座图
qpsk1=1+i;
qpsk2=1-i;
qpsk3=-1+i;
qpsk4=-1-i;
%将输入bit_data分成实部和虚部两个数据流，组成与原始信号等长的向量。
forii=1:2:length(bit_data)
if(bit_data(ii)==0&&bit_data(ii))
ffs(ii)=1;%赋值1
ffs(ii+1)=0;%赋值0
else%否则部分等于3或者2
ffs(ii)=0;%赋值0
ffs(ii+1)=1;%赋值1
end
end
%combiner,控制QPSK编码后是否翻转实部或虚部.
ee=1;
forii=1:2:length(ffs)
if(ffs(ii)==1&&ffs(ii))
if(ffs(ii+1)==1&&ffs(ii+1))
QpskCBSymbol(ee)=qpsk3;%1+j
else
QpskCBSymbol(ee)=qpsk4;%-1+j
end
else
if(ffs(ii+1)==1&&ffs(ii+1))
QpskCBSymbol(ee)=qpsk2;%-1-j
else
QpskCBSymbol(ee)=qpsk1;%1-j
end
end
ee=ee+1;
end
%最后得到QPSK调制后的星座值。
2、信道编码
Turbo编码采用两个非对称循环控制区域，分别为交互区域（Interleaver）和边缘译码开关（ExtrinsicInformationTransfer，EXIT）图。信道编码的功能是将交互区域的输入数据进行编码，并在交互区域和EXIT图之间进行输入输出交换和数据复制。
3、基带信号生成
TD-LTE基带信号生成需要经过QPSK调制和信道编码。在生成过程中，需要采用高速DSP(DigitalSignalProcessor)和FPGA芯片进行实现，具有高精度和高速度等特点。实现过程中，需要遵循TD-LTE标准，设置符号周期和子帧周期，确保生成的基带信号符合TD-LTE标准要求。
四、总结
本文主要对TD-LTE综合测试仪表基带信号生成的技术和实现方法进行了研究和分析。通过QPSK调制和信道编码等技术，可以生成符合