TD-LTE系统小区搜索算法研究

论文摘要

为了保持其技术在未来十年甚至更长时间的竞争力,3GPP组织启动了长期演进（LTE）项目,目的是研发一个高数据率、低延时、为分组业务优化的无线通信系统。正交频分多址技术（OFDMA）具有频谱效率高、传输速率高、信道均衡简单、抗多径能力强等优点,是LTE系统下行采用的传输技术。相比于OFDMA技术,单载波频分多址技术（SC-FDMA）具有更低的峰均比,是LTE系统上行采用的传输技术。在小区搜索过程中,用户设备（UE）通过处理同步信号获得时频同步和小区ID信息。本文重点研究小区搜索的算法,给出了一套完整的小区搜索过程的处理流程,具有较好的实用性。本文首先介绍了LTE的需求及关键技术。接着介绍了OFDM、OFDMA和SC-FDMA的基本原理,分析了定时偏差和频率偏差对OFDM系统的影响,并介绍了几种常见的同步算法。然后介绍了TD-LTE物理层及TD-LTE的帧结构和时隙结构,重点介绍了下行同步信号及其性质。接着阐述了TD-LTE物理层基带仿真平台,及该平台的验证方法和验证结果。最后,详细介绍了小区搜索过程及算法,利用主同步信号获得符号同步和粗频偏估计,利用辅同步信号获得帧定时,同时还研究了CP类型的检测方法和残留频偏的估计方法,仿真了小区搜索过程中各种算法的性能。仿真结果表明,本文设计的算法能较好地实现TD-LTE系统的小区搜索过程。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 LTE 需求
• 1.2 LTE 中的关键技术
• 1.3 论文的主要工作和内容安排
• 1.4 缩略语
• 第二章 OFDMA和SC-FDMA基本原理
• 2.1 OFDM的基本原理
• 2.1.1 OFDM技术基本原理
• 2.1.2 OFDM技术的优缺点
• 2.1.3 保护间隔和循环前缀
• 2.2 OFDMA技术介绍
• 2.3 SC-FDMA技术介绍
• 2.4 OFDM系统下行同步技术
• 2.4.1 同步偏差对OFDM系统的影响
• 2.4.2 常用的同步算法
• 2.5 本章小结
• 第三章 TD-LTE 物理层介绍
• 3.1 TD-LTE 的物理层概述
• 3.1.1 TD-LTE 的帧结构
• 3.1.2 CP 类型和时隙结构
• 3.1.3 时频资源
• 3.1.4 信道带宽
• 3.1.5 物理信道和物理信号
• 3.2 下行同步信号
• 3.2.1 小区ID
• 3.2.2 主同步信号
• 3.2.3 辅同步信号
• 3.3 本章小结
• 第四章 TD-LTE 物理层基带仿真平台的搭建和验证
• 4.1 下行共享信道的物理层处理流程
• 4.1.1 比特级处理各个模块
• 4.1.2 比特级处理后的各个模块
• 4.2 上行共享信道的物理层处理流程
• 4.3 TD-LTE 物理层基带仿真平台的验证
• 4.3.1 发射机平台的验证
• 4.3.2 接收机平台的验证
• 4.4 本章小结
• 第五章 TD-LTE 小区搜索算法研究
• 5.1 TD-LTE 小区搜索介绍
• 5.1.1 LTE 小区搜索算法的研究现状
• 5.1.2 小区搜索介绍
• 5.2 小区搜索算法介绍
• 5.2.1 主同步信号的检测
• 5.2.2 CP 类型的确定
• 5.2.3 辅同步信号的检测
• 5.2.4 残留频偏估计
• 5.2.5 PBCH的检测
• 5.3 小区搜索算法仿真
• 5.3.1 主同步信号检测算法的仿真结果
• 5.3.2 CP 类型检测算法的仿真结果
• 5.3.3 辅同步信号检测算法的仿真结果
• 5.3.4 频偏估计算法的仿真结果
• 5.3.5 仿真结果小结
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附件