LTE系統(tǒng)同步算法與實現(xiàn)方法研究.pdf

1、隨著未來移動通信系統(tǒng)對更高頻譜利用率、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3GPP組織啟動了通用移動通信系統(tǒng)(UMTS)的長期演進(jìn)(LTE)項目。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，對于以O(shè)FDMA和MIMO-OFDMA為核心的寬帶移動通信系統(tǒng)，準(zhǔn)確高效的時間和頻率同步技術(shù)是系統(tǒng)實現(xiàn)的

2、關(guān)鍵和難點。因此，本論文針對LTE系統(tǒng)開展定時同步和頻率同步算法的研究和實現(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)估計準(zhǔn)則的定時同步算法，分析比較了采用互相關(guān)方法的定時同步算法、利用主同步序列中心對稱性的定時同步方法、利用循環(huán)前綴(CP)的符號定時同步方法和幀定時同步的相干檢測算法。針對多徑衰落信道，引入多徑能量窗，并提出利用信道的延時功率譜合并多徑信號能量，以及將多個同步信道進(jìn)行非相

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

4、定時同步的實現(xiàn)是通過上行隨機(jī)接入過程來完成的，因此，首先研究上行隨機(jī)接入過程，簡述了上行隨機(jī)接入過程的兩種模式。通過檢測隨機(jī)接入前導(dǎo)序列，估計時間偏差。分析比較了隨機(jī)接入信號的兩種發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu);推導(dǎo)了隨機(jī)接入前導(dǎo)序列的時域檢測算法，為了降低計算復(fù)雜度，根據(jù)ZC序列的DFT性質(zhì)，推導(dǎo)了前導(dǎo)序列的頻域檢測算法，并驗證了頻域檢測算法以較小的計算復(fù)雜度可以獲得接近時域檢測算法的性能。利用前導(dǎo)序列的檢測結(jié)果即可估計時間偏差，進(jìn)而實現(xiàn)上行定時同步。<

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