基于聯合時頻偏估計的上行同步技術研究.pdf

1、隨著移動互聯網和移動通信技術的飛速發(fā)展，3G移動通信系統(tǒng)已經不能滿足廣大用戶的需求。LTE-Advanced(4G)采用了以 OFDM（正交頻分復用技術）為基礎的多址復用技術，系統(tǒng)中子載波的頻譜互相覆蓋，具有嚴格的正交性。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行估計，然后做頻率補償的過程；時間同步則需要估計出由于多徑等原因導致的時偏，并轉換為時間提前量(TA)，通知用戶設備(UE)對上行發(fā)送時間進行調整。頻偏和時偏估計的準確性將直接影響到系統(tǒng)的解調性能，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，減小基站的負荷。本文在此基礎上主要工作如下：
　　(1)本文在對LTE-A系統(tǒng)上行同步原理進行研究的基礎上，學習和研究了基于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。第一，采用交叉相關，對時偏和頻偏進行聯合估計來降低計算復雜度；第二，綜合考慮不同子載波間隔下做相關運算的時頻偏誤差值以及計算復雜度，然后對做相關運算的子載波間隔進行調整。仿真結果表明改進后的算法降低了25％的計算復雜度，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。針對此算法可能導致在上行信道質量良好，長期沒有時間提前命令下發(fā)導致UE誤判失步的情況進行

4、了改進。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仿真結果表明，改進后的方案在不影響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行了驗證。利用DSP Builder完成了導頻信道估計和時偏估計模塊的設計，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