LTE-Advanced系统下行链路同步技术的仿真和实现.pdf

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目LTE-Advanced系统下行链路同步技术的仿真和实现学科专业通信与信息系统学号201221260334作者姓名余治良指导教师凌翔教授分类号密级注1UDC学位论文LTE-Advanced系统下行链路同步技术的仿真和实现余治良指导教师凌翔教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业通信与信息系统提交论文日期2015.04

2、论文答辩日期2015.05学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月28日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号THESIMULATIONANDIMPLEMENTATIONOFDOWNLINKSYNCHRONIZATIONTECHNOLOGYINLTE-ADVANCEDCOMMUNICATIONSYSTEMAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:Commu

3、nicationandInformationSystemsAuthor:YuZhiliangAdvisor:ProfessorLingXiangSchool:NationalKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonCommunications独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或

4、证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：余治良日期：2015年6月1日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：余治良导师签名：日期：年月日摘要摘

5、要在过去的二十多年里，我们见证了无线通信系统的迅猛发展，从2G的GSM发展到3G的CDMA和WiMax，直至时下火热的4G的LTE。随着无线多媒体业务在无线通信业务中所占比重越来越大，用户对无线数据传输速率提出了更高的要求，提升无线网络的性能变得刻不容缓。LTE项目正是在这样的需求中由3GPP提出，最终实现数据速率的提高、时延的降低、成本的减少和系统容量的提升。现在，作为LTE的增强版本，LTE-A已经成为无线通信领域的主流技术，所以对LTE-A系统链路的研究具有重要的现实意义。LTE-A系统主

6、要基于OFDM技术，对OFDM系统而言，高效的频谱效率、良好的抗多径干扰能力和简单的均衡是其主要的优点，但是和单载波系统相比，OFDM系统更加容易受到定时误差和频率偏移的影响。本文中系统地论述了定时误差会如何引起符号间干扰（ISI）以及频率偏移是如何导致载波间干扰（ICI），进一步强调了同步技术对于OFDM系统的重要性。在实际的应用中，环境的复杂性和发送端和接收端的相对移动也需要被研究者考虑，为了更真实的模拟信号的实际传输，本文还介绍了无线移动信道对OFDM系统的影响，为下行链路的仿真奠定了理论

7、基础。对LTE-A系统而言，同步是小区搜索的关键环节。本文对LTE-A下行链路同步流程做了详细的分析，对主同步信号的各类时域检测算法进行了分析，同时研究了主同步信号的频域检测算法，并对两者进行了比较。由于在FDD-LTE系统中，主同步信道和辅同步信号在结构上相邻，所以可以考虑使用主同步信号的信道估计来补偿辅同步信号，同时结合辅同步信号本身的特殊性，在检测时使用了符号量化。在综合考虑有无信道估计和有无符号量化对小区搜索性能的影响之后，论文给出了详细的分析并确定了合适的方案。最后，在理论和仿真分析的

8、基础上，本文对LTE-A下行链路的同步技术进行了FPGA硬件实现，并考虑了22MIMO的应用场景。整个硬件设计中包括了主同步信号检测模块、频偏估计与补偿模块、OFDM解调模块和辅同步模块。在主同步序列检测阶段，在保证基本功能的基础上，针对传统实现中做相关运算的结构进行了折叠变换，达到减少硬件资源开销的目的。关键词：LTE-A，OFDM，下行链路同步，FPGA实现IABSTRACTABSTRACTInthepasttwentyyears,wehavewitnessedtherapiddevelop