LTE在城市鐵路環(huán)境中時頻同步算法的研究.pdf

1、2006年，在我國內(nèi)青藏鐵路首先應用了基于GSM-R(Global System Mobile forRailway,鐵路移動通信系統(tǒng)標準)系統(tǒng)來實現(xiàn)列車控制信息車-地之間的傳輸，但是GSM-R僅有4MHz頻率帶寬。2014年，召開的“2014年中國無線技術與應用大會”上，馬芳表示GSM-R作為窄帶通信系統(tǒng)，已經(jīng)難以適應列車控制信息的傳輸，下一代鐵路無線系統(tǒng)將直接從GSM-R系統(tǒng)進化為準4G的LTE-R(Long Term Evolut

2、ion-Railway,長期演進)。LTE-R系統(tǒng)采用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復用)的傳輸技術。隨著列車的提速，多徑時延和多普勒效應對鐵路無線通信系統(tǒng)的解調(diào)性能造成很大的影響，這會嚴重影響鐵路的行車安全和運輸效率。因此，研究OFDM系統(tǒng)的符號定時同步和載波頻率同步對鐵路無線通信系統(tǒng)來說，具有很重要的意義。
　　本文主要研究利用訓練符號來完成OFDM系統(tǒng)

3、的時頻同步算法。在分析和研究經(jīng)典的利用訓練符號完成OFDM系統(tǒng)的時頻同步算法的基礎上，對訓練符號的結構進行改進，提出把符號定時同步算法和載波頻率同步算法相結合的時頻同步算法完成準確的OFDM系統(tǒng)的時頻同步，最后利用MATLAB進行仿真驗證。論文主要完成以下內(nèi)容:
　　首先，對OFDM系統(tǒng)原理和無線通信原理進行學習，分析符號定時同步誤差和載波頻率同步誤差對OFDM系統(tǒng)造成哪些影響。為了能夠有效的減少符號定時同步和載波頻率同步產(chǎn)生的誤

4、差，提出利用訓練符號在時域完成符號定時同步和子載波間隔小數(shù)倍的載波頻率偏移，再在頻域完成子載波間隔整數(shù)倍的載波頻率偏移，最后對載波頻率進行補償。
　　其次，分析各種利用經(jīng)典的訓練符號完成OFDM系統(tǒng)的符號定時同步算法，對各種符號定時同步算法進行比較。在經(jīng)典的訓練符號結構基礎上，構造出相關性能更好的訓練序列來確定FFT窗口的位置。在AWGN信道和在城市鐵路環(huán)境中的多徑瑞利信道下，對OFDM系統(tǒng)中的各種符號定時同步算法進行仿真驗證。<