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多载波技术、多天线技术,和无线接口分组交换技术是LTE无线接入空中接口设计的三大基本技术。LTE下行采用正交频分多址接入(Orthogonal Frequency Division Multiple Access,OFDMA)技术。由于OFDMA存在较高峰均比(Peak to Average Power Ratio, PAPR),LTE上行采用单载波频分复用多址接入(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access, SC-FDMA)技术。随着各国运营商对LTE部署和商用化步伐的加快,对LTE系统中不同技术的性能分析与评估具有十分重要的现实意义。论文的主要研究内容分为三个部分。第一部分介绍了LTE系统级仿真平台的设计与实现原理。针对上下行仿真实现的不同给予了区分与说明。首先介绍了系统级平台的总体架构设计与仿真参数设计,之后介绍了各功能模块实现的技术原理、相关算法,和具体实现流程。第二部分重点针对LTE上行同构场景进行深入研究与评估。首先研究了上行基于部分路损补偿的功率控制原理和常用的衡量上行功控性能的参数,通过仿真分析了不同功控参数对系统性能的影响。其次介绍了LTE系统中常用的两种天线配置,对不同的天线配置进行了仿真验证与理论分析。最后重点研究了上行无线资源管理。通过研究频域分组调度的基本原理及其与自适应调制编码(Adapative Modulation and Coding, AMC)的关系,提出了增强的上行单用户分组调度算法,通过仿真验证在典型的干扰受限场景下小区平均吞吐量和边缘吞吐量上分别有29%和35%的增益。第三部分重点针对LTE下行同构场景进行深入研究与评估。首先研究了研究了用于提升下行系统性能的外环链路自适应原理并对其进行了功能验证与性能评估。其次研究了LTE系统中常用的最小均方误差(Minimum Mean Square Error, MMSE)接收机和非理想信道估计与实际接收机的实现原理,并进行了仿真验证与分析。最后针对常用的FTP业务的原理与实现进行了深入的研究,并在不同小区数目和负载的情况下进行了仿真评估,针对FTP业务提出了对传统频域分组调度算法的优化,并仿真验证了其有效性。