高鐵環(huán)境下TD及其演進的同步技術研究.pdf

1、鐵路環(huán)境下移動通信質量的保持一直以來是國際通信行業(yè)頭痛的問題，快速發(fā)展的高速鐵路已成為移動話音和數據業(yè)務的新熱點。高速數據傳輸的TD系統(tǒng)在此環(huán)境下應用也越發(fā)普遍。如何在高速運動的高鐵車廂內為用戶提供優(yōu)質的通信服務，成為運營商越來越關注的焦點。目前大量廠家投入研發(fā)精力于此，以進一步提升仍及其相關演進技術在高鐵環(huán)境中的表現性能。
　　 同步在通信系統(tǒng)中占有非常重要的地位，同步誤差的存在會引起碼間干擾和星座圖旋轉，嚴重影響系統(tǒng)接收機性

2、能。在高鐵環(huán)境下，由于列車運動速度快，在很短的時間內將會給接收機的接收信號帶來很大的定時偏差與多普勒偏移。本文基于此，著重研究高鐵環(huán)境下TD及其演進的定時同步技術與頻率同步算法。
　　 本文首先簡要介紹了在高鐵環(huán)境下TD及其演進技術同步算法研究背景及現狀。然后簡要介紹TD系統(tǒng)物理層幀結構，并對后續(xù)同步算法中需要使用的訓練序列的產生以及性能進行了詳細的分析，接著對高鐵環(huán)境下的信道特點進行分析。在選取合適高鐵信道模型基礎上，分析了高

3、鐵環(huán)境下多普勒效應的特點、以及對TD系統(tǒng)性能的整體影響。
　　 本文基于分析高鐵環(huán)境對TD系統(tǒng)定時同步性能影響的基礎上，研究和仿真現有常規(guī)定時同步算法，明確了高鐵環(huán)境下TD定時同步算法相比常規(guī)環(huán)境下定時同步算法的差別。針對高鐵環(huán)境下的定時同步算法應具有實時性高、估計精度高、算法復雜度低等特點，本文提出了多激活窗疊加定時同步估計算法方案與基于低代價實現的多激活窗疊加定時同步改進算法方案。為了驗證改進算法的可行性，將改進算法在高鐵信

4、道模型下進行仿真，并分析仿真結果。從仿真結果可以證明本文提出的改進方案在性能上和復雜度上都優(yōu)于現有的算法。
　　 本文也提出了適用于高鐵環(huán)境下的TD系統(tǒng)的載波頻率同步算法。本文提出的載波同步改進算法利用最大似然估計算法、相角差分估計算法、適應高鐵環(huán)境的特定控制調整算法，通過TD系統(tǒng)的訓練序列來完成的。為了驗證算法的可行性，將基于訓練序列分段反饋頻偏估計算法在高鐵信道模型下進行仿真，并分析仿真結果。從仿真結果可以看出本文提出的改進