随着经济社会的快速发展,人们对信息获取经历了文字、语音、图像、视频、超清视频、超高清视频到现在还不成熟的VR虚拟现实的发展历程。VR虚拟现实技术最早在1962年就被提出,但一直得不到发展,主要是由于以往的移动通信技术的通信能力无法满足VR这种大流量应用的需求。如今国际电信联盟提出了5G,并将5G定义为支持eMBB、mMTC和URLLC三大场景。VR是5G eMBB应用场景的典型代表,而当前3GPP制定的R15标准正是针对eMBB应用场景,于是5G和VR成为了当代研究的热点。在这样的大背景下,为推动VR技术和5G技术的发展,论文针对VR应用对3GPP R15物理层控制信道技术中所涉及的信道编码技术、正交频分复用技术和多输入多输出技术进行了深入的理论研究,给出了合理的系统参数,得到了极化码的编译码方法、确定了OFDM基带通信系统的调制解调方法和MIMO的空时编译码方法,给出了eMBB应用场景的帧结构方案,确定了子载波间隔为30KHz、子载波数量为1024、循环前缀长度为288、IFFT/FFT变换点数为4096、系统时钟为122.752MHz、符号调制方式为BPSK和编码速率为1/2。在此基础上进行了控制信道的总体结构设计,其中发射部分包括CRC校验、极化编码、BPSK调制、空时编码、IFFT调制和添加循环前缀模块,接收部分包括去前缀、FFT解调、空时译码和CA-SCL译码模块。论文的主要内容主要体现在如下方面:首先,研究了国内外第五代移动通信和VR技术的发展,尤其是3GPP R15物理层控制信道技术的现状和最新成果,根据3GPP R15标准,进行了信道编码技术,正交频分复用技术和多输入多输出技术的研究。信道编码技术中对极化码进行了研究,给出了极化码的编译码方法;通过对正交频分复用建立数学模型分析,确定了OFDM基带通信系统的发射端采用IFFT调制,接收端采用FFT解调来简化硬件设计;通过对多输入多输出技术信道模型分析,总结出空时编译码方法。其次,进行了系统方案和参数设计。发射端包括信道编码、空时编码、OFDM调制、添加循环前缀,接收端包括去循环前缀、OFDM解调、空时译码、CA-SCL译码。然后,利用FPGA进行了发送端和接收端电路模块的设计。发送电路设计中提出在极化码编码之前先对信源添加CRC校验码、通过资源复用的串并结合编码方式减少硬件资源的消耗,采用Xilinx公司提供的FFT IP核完成OFDM调制设计,并提出通过循环前缀解决多径情况下的符号间干扰和子载波间干扰。接收电路设计中,先对去掉循环前缀的接收信号进行FFT解调,再送入根据空时译码原理和CA-SCL译码原理设计的译码模块,恢复出了发射端信源数据。最后,经由MATLAB随机产生测试信源,对整个控制信道在多径为4条的情况下进行性能仿真,得出该控制信道在信噪比为8dB时,误码率可达到千分之一,系统达到了预期的目的。本文的研究成果对促进3GPP R15物理层控制信道技术的发展和应用,具有一定的意义和参考价值。