TD-LTE系统中同步技术的研究与实现

发布时间：2017-05-14 15:05

  本文关键词：TD-LTE系统中同步技术的研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：为了能够在未来移动通信的竞争中占据有利地位,3GPP(3rd Generation Partnership Project)设计了LTE(Long Term Evolution)的标准。LTE的多址技术是以正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术为基础的。OFDM系统具有频谱效率高,传输速率高,实现复杂度低等特点,是LTE下行传输技术。LTE上行多址技术采用单载波频分多址技术(Single-Carrier Frequency Division Multiple Access,SC-FDMA),与OFDMA技术相比,具有更低的均峰比。OFDM对载波频偏和时变信道十分敏感,频偏会破坏子载波的正交性,带来子载波间干扰(Inter Carrier Interference,ICI)。因此,对于OFDM系统来说,精确的同步技术至关重要。在LTE基站和终端能够通信之前,首先需要进行小区搜索,寻找并获得与LTE网络中小区的同步,之后对小区系统信息接收和解码,以便在小区内进行通信,当系统信息正确解码后,终端可以通过随机接入过程接入小区。小区搜索是终端初始接入小区和进行小区切换时,对下行同步信号进行检测的过程,通过小区搜索,终端可以确定时间和频率等参数。随机接入是用于终端的初始注册和资源带宽的申请,建立上行链路同步。一个终端只有完成上行传输时间同步后,才能进行上行传输。本文主要介绍了TD-LTE系统下行小区搜索的同步过程,着重介绍了下行同步信号和算法研究,搭建了下行小区搜索的同步仿真链路,对具体的同步算法进行了仿真和分析。同时,本文还介绍了TD-LTE系统上行随机接入过程,分析了随机接入中前导序列的检测原理和算法,搭建了前导序列检测的仿真链路,并对相关算法进行了仿真和分析。最后完成了下行前导序列检测的FPGA的具体设计和实现。第一章简要介绍了移动通信的发展现状和研究背景,引出了LTE关键技术,并简单介绍了下行小区搜索和上行随机接入的方法,确定了本文的论文结构。第二章介绍了TD-LTE的OFDMA与SC-FDMA的基本原理,简单介绍了TD-LTE系统帧结构,时频映射关系,以及物理层上下行信道。简要分析了定时同步误差和频率同步误差对OFDM系统的影响。之后介绍了TD-LTE下行的主同步信号和辅同步信号,包括其生成方式和时频映射,最后讨论了上行随机接入的两种过程,以及随机接入的时频结构和四种前导序列格式。第三章首先研究了小区搜索的过程和算法,分析了基于主同步信号的检测算法,循环前缀类型的检测算法和基于循环前缀的同步检测算法。之后利用MATLAB搭建了小区搜索的仿真链路,比较了不同算法的性能。第四章研究了上行随机接入过程,介绍了前导序列的产生方法,前导序列的时域和频域的检测原理以及两种不同的检测算法和门限设定,并且根据实际系统搭建了前导序列的仿真链路,分析了算法的性能。第五章完成了上行前导序列检测的具体FPGA链路设计和实现。根据前导序列频域检测算法设计了总体模块,分析了各子模块的功能,完成了前导序列检测的功能仿真,最后在系统开发平台上实现了FPGA的测试。第六章是全文总结,总结了全文工作,并对未来的研究方向进行了展望。
【关键词】：TD-LTE SC-FDMA 小区搜索 随机接入 FPGA
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5

【参考文献】

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1 王远欢;TD-LTE系统小区搜索算法研究[D];华南理工大学;2011年

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本文编号：365472