TD-LTE系統(tǒng)中同步技術的研究.pdf

1、正交頻分復用(OFDM)已被新一代移動通信系統(tǒng)LTE及LTE-Advanced采納為基帶信號生成的關鍵技術。OFDM在提高頻譜利用率的同時也增大了系統(tǒng)內某些模塊的處理難度，其中包括定時同步模塊和載波頻偏估計模塊。
　　 定時誤差會影響OFDM符號的解調性能，而載波頻偏則會使頻域子載波間的正交性遭到破壞。面對復雜的無線移動信道，在研究定時同步算法和頻偏估計算法時需要綜合考慮各方面因素，而不能僅僅在理想環(huán)境下進行算法性能的仿真與分析

2、。因此，在較為實際的情況下研究適用于TD-LTE系統(tǒng)的時頻同步方案是本文的目標。
　　 多徑傳播和多普勒效應是造成定時誤差和載波頻偏的主要因素，文章重點分析了TD-LTE系統(tǒng)中三種標準多徑信道場景的基本參數(shù)和特性。針對定時同步模塊，分析了傳統(tǒng)算法在不同條件下的性能，得出了整數(shù)倍頻偏(IFO)對基于主同步信號(PSS)的互相關算法有較大影響的結論。同時，提出了一種能夠對抗整數(shù)倍頻偏并且適用于多徑傳播信道的定時同步算法，該算法的定時

3、估計均方誤差比常規(guī)算法要低一個數(shù)量級。文章將頻偏估計模塊分為小數(shù)倍頻偏(FFO)估計和整數(shù)倍頻偏估計兩個部分分別進行研究。在多徑信道下循環(huán)前綴(CP)已被多徑時延干擾，此時基于CP的最大似然(ML)算法在估計小數(shù)倍頻偏時有較大誤差。傳統(tǒng)的整數(shù)倍頻偏是在頻域進行估計的，該算法的性能在較大定時誤差存在的情況下急劇下降。針對上述情況，提出了基于PSS的對稱相關算法估計小數(shù)倍頻偏、基于頻域能量檢測的方法估計整數(shù)倍頻偏以及一種在時域聯(lián)合估計IFO

4、和FFO的快速頻偏估計方案。
　　 最后，針對《TD-LTE射頻一致性測試儀表》項目設計了兩種應用于不同場景的時頻同步方案，并在TMS320C6455DSP軟件平臺上完成了實現(xiàn)工作。在高斯白噪聲信道下，基于對稱相關的時頻同步聯(lián)合估計方案在保證時頻參數(shù)估計精度的前提下能夠極大降低計算復雜度。在大頻偏、多徑信道下，設計了一種時頻同步參數(shù)快速估計的方案，該方案能夠抵抗整數(shù)倍頻偏對定時同步的干擾并在時域快速估計載波頻偏。兩種方案的可行性