無論是人類還是機械，都需要穩定、無所不在、經濟實惠的無線數據連接功能，這種永無止盡的需求給無線產業帶來了巨大的壓力。 對此，業界達成一致共識：2020年之前必須將新一代無線網絡的容量提高1000倍，同時確保成本不會等幅上漲。 為了克服這項技術挑戰，研究人員必須跳出固有思維模式，將思維延伸到臺式機仿真環境之外，考慮無線系統的實時原型開發，以便充分探索必需的創新。

然而，實時原型開發是一項極為昂貴、非常耗時的工作。 原因有很多，例如所需的技能各有不同、缺乏通用的硬件平臺等，但最重要的是沒有有效的開發起點，所以研究人員只能采用現有的常見無線標準(LTE 和802.11)。

LTE和802.11應用架構包含于LabVIEW Communications系統設計套件(簡稱LabVIEW Communications)，提供立即可用、便于修改且基于LTE和802.11無線標準的實時物理層(PHY)參考設計。

這個應用架構提供了良好的開發起點來幫助研究人員找到改良LTE和802.11標準的方式。其中一些研究包括探索全新的算法和架構來支持大幅增長的端點數量、發明新波形來調制/解調信號或尋找全新的多天線架構來充分利用無線媒介的自由度。

LTE和802.11參考架構包含了使用LabVIEW Communications開發而成的模塊化基帶物理層塊。 這些框架經過特殊設計，可以在FPGA和通用處理器上運行，這兩者均緊密集成了NI軟件無線電(SDR)硬件的RF與模擬前端裝置。

我們完全重新設計了這個框架，使用戶可以輕松對其進行修改，同時遵循LTE和802.11標準的主要規范。這可讓無線研究人員根據LTE和802.11標準快速搭建實時原型開發實驗室并開始運行。 他們還可以按照自己的想法專注于協議的特定部分、輕松修改設計以及將其創新與現有標準進行比較。

PHY和MAC塊可使用LabVIEW Communications通過簡單明了的圖形化程序框圖來顯示和記述，它們具有清晰定義的界面、記述完整的系統性能基準測試以及有效的計算資源利用。此外，LabVIEW Communications隨附一個視頻流應用程序，顯示了實時數據如何通過這些符合標準的無線鏈路來傳輸。

通過使用LabVIEW Communications開發而成的軟件前面板可輕松地調整無線鏈路的相關參數。此外，前面板還會顯示相關的鏈路指標，包含接收的功率頻譜、接收的星座圖、輸出率、塊誤碼率(BER)，可幫助用戶輕松地評估鏈路質量，讓研究人員了解各種參數對通信性能的影響。

這些應用架構結合LabVIEW Communications的易開發特性以及與NI SDR硬件系列的無縫集成，可協助研究人員快速創新、縮短下一個突破性產品的上市時間。

1. LTE應用架構

LTE應用功能集包括：

· 符合3GPP-LTE版本10的物理層子集

○ SISO下行鏈路傳輸
○ 20 MHz帶寬
○ 常規循環前綴模式
○ TDD幀結構配置5
○ 物理下行鏈路共享信道(PDSCH) CAT 1
○ QPSK、16-QAM和64-QAM調制
○ 可變物理資源塊(PRB)分配
○ LTE數據信道編碼
○ 小區和UE專用的參考信號
○ 主同步信號
○ 用于控制PDSCH參數的PDCCH

· 接收機算法

○ 自動增益控制
○ 基于PSS的同步，包括時間和頻率跟蹤
○ 信道估算和迫零均衡

· 基本MAC，可實現基于數據包的單向數據傳輸

2. 802.11應用架構

802.11應用功能集包括：

· 802.11a/g/n/ac物理層子集

○ SISO傳輸
○ 20 MHz帶寬的傳統和HT模式
○ QPSK、16-QAM和64-QAM調制
○ 卷積編碼和維特比譯碼

· 接收機算法

○ 能量檢測
○ 信號字段檢測
○ 同步、信道估算和迫零信道均衡
○ 相位補償