LTE终端管控系统的控制信道快速检测算法
发布时间：2021-01-26 09:01
随着第四代移动通信技术商业化的逐渐成熟,长期演进（Long Term Evolution,LTE）移动终端数量正逐年飞速增长。移动终端的普及一方面给人们生活带来越来越多的便利,另一方面也导致私密信息暴露的可能性大大增加,因此在诸多涉密场合配置一个能中断目标终端通信的管控系统具有很高的实践价值。本文旨在搭建一个能够获取指定目标身份信息和具有终端识别功能的管控系统,并对其控制信道检测算法进行优化从而提高管控系统的运行效率和稳定性。目前LTE管控系统的研究主要从协议栈和信令流程层面着手,极少对信道解调解码算法进行优化,提高管控系统的效率和稳定性。本文对现有管控方案流程进行分析,专注于优化LTE管控系统涉及的部分控制信道检测算法,通过提高信号检测解码速度降低时延,保证空口消息准确解码与上下行信令及时交互从而提升系统稳定性,并对已有管控方案不足之处作出改进从而提高管控效率。主要研究内容如下:首先,描述了已有LTE管控系统的实现方案,对已有方案的关键耗时步骤进行分析,在此基础上给出管控关键步骤中的控制信道算法优化方向。其次,使用LTE系统主同步分段重叠相关检测算法和基于卡尔曼自回归的天线端口数检测...
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
USRP设备采集下行数据软件界面截图
从而可以计算得到移动TDD网络中心载波频率2330MHz对应的EARFCN为38950，联通下行 FDD 网络中心载波频率 1850MHz 对应的 EARFCN 为 1650，联通上行FDD 网络中心载波频率 1755MHz 对应的 EARFCN 为 19650。表 5.2 实测数据上下行频点号所在频段参数信号类型 频段最低频点lowF 最低频点号OffsN 载频频点号范围联通下行 1805 1200 1200-1949移动下行 2300 38650 38650-39649联通上行 1710 19200 19200-19949主同步分段重叠相关检测算法测试分为算法相关检测性能分析和频偏补偿性能分析两个部分。分别通过在 PSS 不完整和完整时执行重叠算法、对重叠数据分段相关三种情况完成检测性能验证分析。对中国联通网络下无线参数 Band3、载波中心频率 1850MHz 的 FDD 实测信号进行主同步相关的结果如图 5.4 所示。
段时 PSS 序列被分割情况下的相关检测图，从信号的幅值可以看出相关峰值不明显且相关最大值位置并非正确峰值位置，故同步失败；图 5.4(b)是重叠数据添加了一个 PSS 序列长度的循环前缀避免 PSS 序列被分割的相关检测图，此时相关峰明显，能够成功获得同步位置。图 5.4(c)是通过降低重叠阶数 b 后对重叠数据分段相关的最终结果，可以看到相关检测受到的噪声叠加影响显著降低，且信号的峰均比 PAPR大大提高，在接收信号信噪比不理想时，对重叠数据分段相关相较于其他算法有更高的同步成功率。LTE 系统中在同步完成后利用循环前缀进行第一次频偏估计，该方法存在当频偏超过一定值后，无法利用 CP 完成大频偏估计使得同步失败的问题。本文的快速同步算法，可以通过将大频偏按照一定步长补偿后进行时频二维搜索解决该问题，本文的快速检测算法应用到时频二维搜索中的效果图如图 5.5 所示，通过搜索不同频偏下相关峰值完成大频偏估计。
【参考文献】：
期刊论文
[1]移动通信网鉴权认证综述[J]. 胡鑫鑫,刘彩霞,刘树新,游伟,乔康. 网络与信息安全学报. 2018(12)
[2]基于卡尔曼平滑的AWKNN室内定位方法[J]. 孙伟,段顺利,闫慧芳,丁伟. 电子科技大学学报. 2018(06)
[3]通信电子干扰的分类与发展[J]. 逄天洋,李永贵,牛英滔,韩晨,夏志. 通信技术. 2018(10)
[4]手机信号屏蔽器管理的思考与对策[J]. 史履海,丁开亮. 中国无线电. 2018(08)
[5]基于分裂基-2/（2a）FFT算法的卷积神经网络加速性能的研究[J]. 伍家松,达臻,魏黎明,SENHADJI Lotfi,舒华忠. 电子与信息学报. 2017(02)
[6]LTE系统中一种改进的天线端口数检测算法[J]. 蒋青,魏珊. 电讯技术. 2016(11)
[7]LTE-A系统中PRACH信号检测的硏究与实现[J]. 许虎,林艺辉,刘小刚. 电子技术应用. 2016(06)
[8]TD-LTE系统中主同步信号频域快速同步算法[J]. 李路,田增山,周牧. 科学技术与工程. 2016(10)
[9]LTE F/D/E多频段混合组网策略的应用[J]. 张晨,陆清清. 移动通信. 2015(08)
[10]LTE系统天线端口数检测方法的设计及实现[J]. 陈发堂,陈贝,王丹. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2013(06)
本文编号：3000838
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
USRP设备采集下行数据软件界面截图
从而可以计算得到移动TDD网络中心载波频率2330MHz对应的EARFCN为38950，联通下行 FDD 网络中心载波频率 1850MHz 对应的 EARFCN 为 1650，联通上行FDD 网络中心载波频率 1755MHz 对应的 EARFCN 为 19650。表 5.2 实测数据上下行频点号所在频段参数信号类型 频段最低频点lowF 最低频点号OffsN 载频频点号范围联通下行 1805 1200 1200-1949移动下行 2300 38650 38650-39649联通上行 1710 19200 19200-19949主同步分段重叠相关检测算法测试分为算法相关检测性能分析和频偏补偿性能分析两个部分。分别通过在 PSS 不完整和完整时执行重叠算法、对重叠数据分段相关三种情况完成检测性能验证分析。对中国联通网络下无线参数 Band3、载波中心频率 1850MHz 的 FDD 实测信号进行主同步相关的结果如图 5.4 所示。
段时 PSS 序列被分割情况下的相关检测图，从信号的幅值可以看出相关峰值不明显且相关最大值位置并非正确峰值位置，故同步失败；图 5.4(b)是重叠数据添加了一个 PSS 序列长度的循环前缀避免 PSS 序列被分割的相关检测图，此时相关峰明显，能够成功获得同步位置。图 5.4(c)是通过降低重叠阶数 b 后对重叠数据分段相关的最终结果，可以看到相关检测受到的噪声叠加影响显著降低，且信号的峰均比 PAPR大大提高，在接收信号信噪比不理想时，对重叠数据分段相关相较于其他算法有更高的同步成功率。LTE 系统中在同步完成后利用循环前缀进行第一次频偏估计，该方法存在当频偏超过一定值后，无法利用 CP 完成大频偏估计使得同步失败的问题。本文的快速同步算法，可以通过将大频偏按照一定步长补偿后进行时频二维搜索解决该问题，本文的快速检测算法应用到时频二维搜索中的效果图如图 5.5 所示，通过搜索不同频偏下相关峰值完成大频偏估计。
【参考文献】：
期刊论文
[1]移动通信网鉴权认证综述[J]. 胡鑫鑫,刘彩霞,刘树新,游伟,乔康. 网络与信息安全学报. 2018(12)
[2]基于卡尔曼平滑的AWKNN室内定位方法[J]. 孙伟,段顺利,闫慧芳,丁伟. 电子科技大学学报. 2018(06)
[3]通信电子干扰的分类与发展[J]. 逄天洋,李永贵,牛英滔,韩晨,夏志. 通信技术. 2018(10)
[4]手机信号屏蔽器管理的思考与对策[J]. 史履海,丁开亮. 中国无线电. 2018(08)
[5]基于分裂基-2/（2a）FFT算法的卷积神经网络加速性能的研究[J]. 伍家松,达臻,魏黎明,SENHADJI Lotfi,舒华忠. 电子与信息学报. 2017(02)
[6]LTE系统中一种改进的天线端口数检测算法[J]. 蒋青,魏珊. 电讯技术. 2016(11)
[7]LTE-A系统中PRACH信号检测的硏究与实现[J]. 许虎,林艺辉,刘小刚. 电子技术应用. 2016(06)
[8]TD-LTE系统中主同步信号频域快速同步算法[J]. 李路,田增山,周牧. 科学技术与工程. 2016(10)
[9]LTE F/D/E多频段混合组网策略的应用[J]. 张晨,陆清清. 移动通信. 2015(08)
[10]LTE系统天线端口数检测方法的设计及实现[J]. 陈发堂,陈贝,王丹. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2013(06)
本文编号：3000838
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