LTE下行主同步算法的研究.pdf

1、LTE作為現(xiàn)代通信系統(tǒng)新一代的標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)被各大運(yùn)營商和研究機(jī)構(gòu)所接受。為了獲得更高的通信速率、更大的覆蓋范圍和系統(tǒng)容量，LTE引入了OFDM和MIMO等關(guān)鍵技術(shù)，支持FDD和TDD兩種雙工方式，以滿足人們對移動(dòng)通信服務(wù)質(zhì)量和速率的要求。LTE小區(qū)搜索是移動(dòng)設(shè)備接入到小區(qū)的第一個(gè)物理層過程。在小區(qū)搜索過程中，首先進(jìn)行的是主同步序列的粗定時(shí)同步。定時(shí)偏差會影響到同步過程，主同步的性能又直接影響到后續(xù)的通信過程，因而研究主同步算法具有重要意義

2、。
　　本文首先介紹了LTE的發(fā)展背景以及下行主同步算法的研究現(xiàn)狀，分析了LTE物理層的幀結(jié)構(gòu)和時(shí)頻資源格，闡述了OFDM技術(shù)的原理，以及同步誤差對OFDM系統(tǒng)性能的影響，并說明了小區(qū)搜索流程，以及下行同步序列的特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上著重研究了適用于LTE系統(tǒng)的下行定時(shí)算法，包括基于自相關(guān)的同步算法和基于互相關(guān)的同步算法。在分析現(xiàn)有算法優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，針對現(xiàn)有算法的不足提出改進(jìn)算法。
　　現(xiàn)有的自相關(guān)算法有S&C算法，以及在此基礎(chǔ)

3、上改進(jìn)的Minn算法和Yong算法。這些算法都屬于二階自相關(guān)算法，其采用的訓(xùn)練結(jié)構(gòu)與PSS并不一致，因此不適用于LTE下行主同步。并且經(jīng)過證明，二階統(tǒng)計(jì)量非充分統(tǒng)計(jì)量。因而本文針對PSS序列的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出了基于四階自相關(guān)的改進(jìn)算法。改進(jìn)算法首先對度量函數(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，使算法對頻偏具有魯棒性，并且通過增加相關(guān)長度和門限提高算法抗噪聲的性能。本文的仿真在AWGN信道及LTE標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的信道模型中進(jìn)行，采用均方誤差MSE作為算法的判斷標(biāo)準(zhǔn)。從

4、仿真結(jié)果可以看出：在AWGN信道和多徑信道中，頻偏的大小并不會影響算法的定時(shí)性能，而傳統(tǒng)算法在較大的頻偏下性能并不理想。同時(shí)，仿真驗(yàn)證了在低信噪比下，改進(jìn)的算法可以通過增加相關(guān)長度和門限的方法來降低誤差概率。
　　現(xiàn)有的互相關(guān)算法包括Kang算法、M-part算法等，在頻偏比較小時(shí)算法性能較好，但通過仿真分析，當(dāng)頻偏比較大時(shí)性能就會下降。因而本文提出了一種基于互相關(guān)的改進(jìn)算法，該算法對頻偏具有魯棒性，并且相關(guān)長度也可調(diào)節(jié)，從而可以