LTE系統(tǒng)同步算法與實(shí)現(xiàn)方法研究.pdf

1、隨著未來(lái)移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)更高頻譜利用率、功率效率、數(shù)據(jù)傳輸速率以及更穩(wěn)定的服務(wù)質(zhì)量的迫切需求，近年來(lái)3GPP組織啟動(dòng)了通用移動(dòng)通信系統(tǒng)(UMTS)的長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)項(xiàng)目。LTE系統(tǒng)改進(jìn)并增強(qiáng)了空口接入技術(shù)，其下行鏈路采用MIMO-OFDMA傳輸方案，上行鏈路采用以DFT-S-OFDM為核心的單載波頻分多址(SC-FDMA)技術(shù)。然而，對(duì)于以O(shè)FDMA和MIMO-OFDMA為核心的寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)，準(zhǔn)確高效的時(shí)間和頻率同步技術(shù)是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的

2、關(guān)鍵和難點(diǎn)。因此，本論文針對(duì)LTE系統(tǒng)開(kāi)展定時(shí)同步和頻率同步算法的研究和實(shí)現(xiàn)工作。
　　 首先，本文研究LTE系統(tǒng)下行同步算法。分析推導(dǎo)了基于最大似然(ML)估計(jì)準(zhǔn)則的定時(shí)同步算法，分析比較了采用互相關(guān)方法的定時(shí)同步算法、利用主同步序列中心對(duì)稱(chēng)性的定時(shí)同步方法、利用循環(huán)前綴(CP)的符號(hào)定時(shí)同步方法和幀定時(shí)同步的相干檢測(cè)算法。針對(duì)多徑衰落信道，引入多徑能量窗，并提出利用信道的延時(shí)功率譜合并多徑信號(hào)能量，以及將多個(gè)同步信道進(jìn)行非相

3、干合并的方法，有效地提高了系統(tǒng)定時(shí)同步性能。分析比較了M-part互相關(guān)頻偏估計(jì)算法、利用CP的頻偏估計(jì)算法和利用主同步序列中心對(duì)稱(chēng)性的頻偏估計(jì)算法。此外，針對(duì)LTE系統(tǒng)分級(jí)的同步信道結(jié)構(gòu)，本文提出了一種基于信道估計(jì)的頻偏估計(jì)算法，該方法利用主、輔同步信道的信道估計(jì)進(jìn)行頻偏估計(jì)，有效地提高了小數(shù)倍頻偏估計(jì)的精度。
　　 其次，本文研究了上行定時(shí)同步方法。在取得下行同步以后，用戶(hù)只需要調(diào)整上行時(shí)間和基站側(cè)時(shí)鐘一致即可實(shí)現(xiàn)同步。上行

4、定時(shí)同步的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)上行隨機(jī)接入過(guò)程來(lái)完成的，因此，首先研究上行隨機(jī)接入過(guò)程，簡(jiǎn)述了上行隨機(jī)接入過(guò)程的兩種模式。通過(guò)檢測(cè)隨機(jī)接入前導(dǎo)序列，估計(jì)時(shí)間偏差。分析比較了隨機(jī)接入信號(hào)的兩種發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu);推導(dǎo)了隨機(jī)接入前導(dǎo)序列的時(shí)域檢測(cè)算法，為了降低計(jì)算復(fù)雜度，根據(jù)ZC序列的DFT性質(zhì)，推導(dǎo)了前導(dǎo)序列的頻域檢測(cè)算法，并驗(yàn)證了頻域檢測(cè)算法以較小的計(jì)算復(fù)雜度可以獲得接近時(shí)域檢測(cè)算法的性能。利用前導(dǎo)序列的檢測(cè)結(jié)果即可估計(jì)時(shí)間偏差，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)上行定時(shí)同步。<

5、br>　　 最后，本文采用TI公司的TMS320TCI6487DSP實(shí)現(xiàn)同步算法，完成了下行鏈路同步算法的實(shí)現(xiàn)工作。首先要對(duì)算法進(jìn)行定點(diǎn)仿真，確定定點(diǎn)化方案。給出了一種完整的同步實(shí)現(xiàn)方案，對(duì)各個(gè)模塊的輸入輸出信號(hào)進(jìn)行定標(biāo)，以量化信噪比為性能指標(biāo)，確定定點(diǎn)化方案，對(duì)同步算法進(jìn)行定點(diǎn)仿真，以驗(yàn)證定點(diǎn)化方案的正確與合理。為了滿(mǎn)足系統(tǒng)對(duì)同步模塊的要求，對(duì)定點(diǎn)化方案和定點(diǎn)代碼進(jìn)行了優(yōu)化。通過(guò)CCS軟件平臺(tái)對(duì)定點(diǎn)程序進(jìn)行代碼剖析，確定代碼效率較低