TD-LTE射频拉远系统中时钟同步和峰均比抑制技术的研究

发布时间：2018-04-25 16:12

本文选题：射频拉远 + 时钟漂移　；参考：《南开大学》2014年博士论文

【摘要】：本文针对TD-LTE射频拉远系统中时钟漂移问题和下行链路基带信号峰均功率比过高的问题,研究适用于该系统的时间同步技术和峰均比抑制技术,以提高系统误码性能。通过对时间同步方案进行硬件实现和对峰均比抑制算法进行性能仿真,分别实现了系统高精度和高性能的设计要求。 TD-LTE射频拉远系统中,基带控制部分和射频拉远单元之间的时钟漂移问题导致时钟频率稳定度降低,从而影响系统误码性能。针对该问题,本文提出了一种利用锁相环进行时钟同步的技术。该技术利用锁相环的特点,通过跟踪时钟漂移并对时钟信号进行预补偿来达到抵消时钟漂移的目的。本文首先从锁相环基本原理的研究着手,通过分析传统锁模激光器稳频方法的优缺点,提出了利用锁相环芯片的激光稳频方案,保证本地时钟具有较高的频率稳定度。在分析了时钟漂移的产生和影响以及传统时钟同步方法的优缺点的基础上,本文提出了基于锁相环的时钟漂移补偿方案。对该方案的可行性进行理论分析的同时,本文设计并制作了集成在一块4层印刷电路板中的时钟同步模块,包括本地激光稳频模块、时钟漂移测量和补偿模块、评估模块以及控制电路模块。对时钟同步模块的测试表明：加入时钟同步模块的时钟信号频率稳定度可达到10m,较之无同步模块,提高了4个数量级；分别对实验室环境下10Km和100Km单程光纤链路的测试表明,该方案能达到同样的效果。因此,该技术可以在较大的动态范围内补偿时钟漂移,提高时钟信号的频率稳定度,从而提高系统误码性能。本文从OFDM基带信号高峰均功率比的特点出发,研究了下行链路基带信号的高峰均比问题对功率放大器的影响。该问题将导致射频拉远单元功率放大器的效率降低,并引起系统误码性能恶化。为了抑制较高的峰均比,减小功率放大器的非线性对系统误码性能的影响,本文提出了改进的预留载波法以及该方法和改进的交织分割部分传输序列(IP-PTS)方法的联合算法。改进的预留载波法利用基带信号具有较多空子载波的特点,结合预留载波法无需传递边带信息的优点,将部分空子载波作为预留载波,通过叠加的方式对原始基带信号的高峰值进行抑制。该方法仅需利用少量空子载波即可得到较好的峰均比抑制性能。联合算法对传统IP-PTS进行了改进,在不影响算法性能的基础上降低了运算复杂度,同时结合改进的预留载波法,进一步改善了峰均比抑制性能。仿真结果验证了两种算法的有效性。与传统IP-PTS算法相比,改进的预留载波法和联合算法分别实现了1.8dB和2.9dB的性能提升。
[Abstract]:In this paper , the time synchronization technique and peak - to - average ratio suppression technique for the TD - LTE radio - frequency pull - off system are studied to improve the system error - code performance . The hardware implementation and the peak - to - average - ratio - suppression algorithm for the time synchronization scheme are simulated to realize the high - precision and high - performance design requirements of the system respectively .

In this paper , a clock drift compensation scheme based on phase locked loop is proposed in this paper , which is based on the basic principle of phase locked loop .
Therefore , the technique can compensate the clock drift in a large dynamic range , improve the frequency stability of the clock signal , and improve the error performance of the system .

In this paper , the influence of peak - to - average ratio of downlink baseband signal on power amplifier is studied from the characteristics of peak - to - average power ratio of OFDM baseband signal . The problem will reduce the efficiency of RF pull - off unit power amplifier and decrease the performance of system error code . In order to suppress higher peak - to - average ratio and reduce the nonlinear system error performance of power amplifier , this paper proposes an improved reserved carrier method .

【学位授予单位】：南开大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN929.5

【参考文献】