lte小区搜索算法的研究与实现

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4、别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2016/5/20论文答辩日期2016/5/24学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月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。RESEARCHANDIMPLEMENTATIONOFLTECELLSEARCHALGORITHMAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:Rui

5、ZhouAdvisor:Prof.ChangWuSchool:SchoolofCommunication&InformationEngineering摘要摘要随着社会的发展用户数量急剧增加，频谱资源日趋紧张，考虑到下一步的移动通信方向是与互联网的密切结合，现有的3G技术已经不能满足要求，因此近年来第三代合作伙伴组织(3rdGenerationPartnershipProject,3GPP)启动了LTE的最大的技术研究项目。LTE(LongTermEvolution)系统中，初始小区搜索是用户设备与基站建立下行链路

6、的前提条件。同时小区搜索的主要目的是让用户终端捕获到所在小区的时间和频率并且识别出本小区的小区ID号。本文首先介绍了LTE的需求指标并对小区搜索技术的研究现状进行了分析，其中着重介绍了OFDM技术以及时间偏差、频率偏差对其的影响。然后详细研究了小区搜索流程，该流程主要分为六部分：粗时间同步、CP类型检测、小数倍频偏估计、整数倍频偏估计以及SSS的检测算法。常用的粗时间同步算法包括基于PSS的自相关算法和基于PSS的互相关算法。针对传统PSS相关算法在频偏较大时相关性能急剧下降的问题，在直接相关算法的基础上提出了改

7、进算法，其基本原理是利用ZC序列良好的自相关性和互相关性把三个主同步信号构成一个新的同步信号，然后将接收信号先进行频偏纠正，再完成相关。改进后的算法在频偏较大时仍然能够捕获到PSS的定时位置。CP类型的判决主要分为基于SSS的盲检测以及基于CP的自相关检测。频偏估计分为小数倍频偏估计和整数倍频偏估计。小数倍频偏估计常采用CP循环前缀和PSS相关算法两大类。对于整数倍频偏常采用PSS主同步信号估计。帧同步是通过检测辅同步信号SSS完成。本论文在Matlab仿真平台下对流程中各部分算法进行对比仿真，分析了SNR、信道

8、环境、频率偏移大小等因素对不同算法下的定时检测，频率检测及小区号ID检测的影响。最后，综合考虑各算法的性能及复杂度，设计以基于互相关的PSS同步定时检测算法和CP循环前缀的频偏估计算法为核心的LTE小区搜索整体实现方案，完成了半帧同步，扇区识别，CP类型识别，频偏估计和补偿，SSS检测等功能。基于上述算法使用Xilinx的XC7K330T型号芯片完成了LTE小区搜索的设计