5G中上下行同步技术的研究与仿真

发布时间：2024-07-07 01:26

　　5G是在LTE系统基础上研发的第五代移动通信技术,其目的是实现移动通信的超低时延、低功耗、高可靠以及高传输速率性能,以促进物联网、人工智能等新兴产业的发展。目前,非独立组网的5G新空口标准已经冻结,针对5G标准进行关键技术探讨已成为当下通信技术研究的热点之一。小区搜索和随机接入过程作为物理层的重要组成部分,是提高系统性能的关键。利用同步序列完成小区搜索,终端才能正确解调下行数据,获取关键系统信息以开启与基站的通信连接。借助前导序列实现随机接入过程,终端才能与基站建立上行初始同步,并获得上行数据传输所需的时频资源。因此,设计合理、高效的上下行同步序列及同步检测方案,才能满足用户对高质量通信过程的需求。针对该问题本文主要研究工作如下:首先,对下行同步过程展开研究。通过对Zadoff-Chu(ZC)序列与m序列的时频模糊性进行对比分析,论证了5G标准中选择m序列作为下行同步序列的原因。在对小区搜索中各个关键模块的传统检测算法进行深入分析的基础上,基于5G标准中主同步序列的中心复共轭对称特性,提出一种低复杂度的差分相关检测算法,利用相邻符号的共轭相乘削弱对频偏的敏感性。通过仿真验证了该算法对低...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 5G关键技术综述
    1.3 国内外研究现状
    1.4 研究内容及结构安排
第二章 5G系统物理层及同步信号
    2.1 引言
    2.2 OFDM系统
        2.2.1 OFDM系统模型
        2.2.2 定时偏差对OFDM的影响
        2.2.3 频率偏差对OFDM的影响
    2.3 5GNR的帧结构
    2.4 5G中的下行同步
        2.4.1 PSS序列
        2.4.2 SSS序列
        2.4.3 PSS、SSS序列时频结构
        2.4.4 小区搜索过程
    2.5 5G中的上行同步
        2.5.1 上行链路的时间同步过程
        2.5.2 随机接入过程
        2.5.3 Preamble序列结构
    2.6 小结
第三章 5G下行小区搜索算法的研究与实现
    3.1 引言
    3.2 小区搜索算法简述
    3.3 主同步信号检测算法的研究
        3.3.1 传统粗定时估计方案
        3.3.2 基于传统粗定时估计法改进的差分相关方案
        3.3.3 粗频偏估计及补偿
    3.4 细定时估计与CP类型判断
    3.5 辅同步信号检测算法的研究
        3.5.1 传统SSS序列检测方案
        3.5.2 基于FWHT法改进的SSS序列检测方案
    3.6 下行链路同步算法的仿真与分析
        3.6.1 主同步信号检测算法的仿真及分析
        3.6.2 辅同步信号检测算法的仿真及分析
    3.7 小结
第四章 上行随机接入前导序列设计与实现
    4.1 引言
    4.2 随机接入系统模型
    4.3 随机接入检测算法
        4.3.1 噪声估计及门限设定方案
        4.3.2 传统前导序列检测算法
    4.4 高速场景中前导序的列设计
        4.4.1 频偏对随机接入检测性能的影响
        4.4.2 前导序列的构造与检测方案
        4.4.3 前导序列的性能
    4.5 仿真分析
    4.6 小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：4002940