基于聯(lián)合時頻偏估計的上行同步技術(shù)研究.pdf

1、隨著移動互聯(lián)網(wǎng)和移動通信技術(shù)的飛速發(fā)展，3G移動通信系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足廣大用戶的需求。LTE-Advanced(4G)采用了以 OFDM（正交頻分復(fù)用技術(shù)）為基礎(chǔ)的多址復(fù)用技術(shù)，系統(tǒng)中子載波的頻譜互相覆蓋，具有嚴(yán)格的正交性。頻率不同步會破壞子載波的正交性，造成子載波間干擾(ICI)；時間不同步則會引入符號間干擾(ISI)。在 LTE-A上行同步中，采用頻率和時間同步的方式來降低ICI和ISI對系統(tǒng)性能的影響。頻率同步是對由于無線信道的時變

2、性以及多普勒頻移造成的頻偏進(jìn)行估計，然后做頻率補(bǔ)償?shù)倪^程；時間同步則需要估計出由于多徑等原因?qū)е碌臅r偏，并轉(zhuǎn)換為時間提前量(TA)，通知用戶設(shè)備(UE)對上行發(fā)送時間進(jìn)行調(diào)整。頻偏和時偏估計的準(zhǔn)確性將直接影響到系統(tǒng)的解調(diào)性能，同時良好的TA管理方案能夠有效降低基站下發(fā)TA的次數(shù)，減小基站的負(fù)荷。本文在此基礎(chǔ)上主要工作如下：
　　(1)本文在對LTE-A系統(tǒng)上行同步原理進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)和研究了基于DMRS的時頻偏估計算法，并對

3、基于DMRS的時頻偏估計算法做了兩點改進(jìn)。第一，采用交叉相關(guān)，對時偏和頻偏進(jìn)行聯(lián)合估計來降低計算復(fù)雜度；第二，綜合考慮不同子載波間隔下做相關(guān)運(yùn)算的時頻偏誤差值以及計算復(fù)雜度，然后對做相關(guān)運(yùn)算的子載波間隔進(jìn)行調(diào)整。仿真結(jié)果表明改進(jìn)后的算法降低了25％的計算復(fù)雜度，并且時偏估計的計算精度有一定程度的提高。
　　(2)研究了基于門限的 TA管理方案。針對此算法可能導(dǎo)致在上行信道質(zhì)量良好，長期沒有時間提前命令下發(fā)導(dǎo)致UE誤判失步的情況進(jìn)行

4、了改進(jìn)。在基站端添加心跳模塊，定期向UE下發(fā)TA命令，用于降低UE端定時器超時誤判失步的情況。MATLAB仿真結(jié)果表明，改進(jìn)后的方案在不影響B(tài)LER的情況下，能夠有效降低誤判失步的概率。
　　(3)本文在FPGA上對時偏估計算法進(jìn)行了驗證。利用DSP Builder完成了導(dǎo)頻信道估計和時偏估計模塊的設(shè)計，利用Signal Compile生成Quartus II工程，下載到FPGA開發(fā)板，最后通過SignalTap II捕獲FPGA