LTE移动通信系统中多普勒频移估计算法研究

摘要

铁路系统的不断提速使人们对铁路无线通信系统提出了更高的要求。第三代移动通信的长期演进(LTE)已成为现代通信发展的主要方向，它具有支持高速数据传输速率、高频谱效率、高移动性的显著特点。然而在高速移动环境下，高移动性带来的多普勒频偏严重影响信道传输质量，显著的多普勒频移可能会破坏OFDM系统子载波之间的正交性，影响系统通信质量。因此，研究高速移动场景中的多普勒频移干扰问题具有重要的科学意义及应用价值。
　　本文首先分析无线信道的传输特性，在此基础之上分析了高速铁路移动环境中多普勒效应的形成机制及其对无线信道的影响。然后对主要的传统频偏估计算法进行了分析，与多普勒分集法、CFO联合估计法等算法相比，两次频偏估计法在频偏估计范围和精度上存在着一定的优势，但是仍不能适用于LTE上行链路中。最后针对SC-FDMA系统的多普勒频偏估计算法存在的估计范围小，精度低，跟踪性差等缺点，提出一种改进的频偏估计方法，降低了噪声与干扰对频偏估计精度的影响，并利用自回归（AR）模型对频偏估计值进行子帧间跟踪处理，大大降低了计算的复杂度。

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第1章 绪 论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的主要工作及组织结构

第2章 多普勒频移对OFDM通信系统的影响

2.1 无线信道

2.2 高铁环境下无线信道的特点及对通信系统性能的影响

2.3 本章小结

第3章 LTE上行传输技术原理

3.1 SC-FDMA传输技术

3.2 物理信道与调制

3.3 本章小结

第4章 LTE OFDM系统频偏估计算法研究

4.1 多普勒分集法

4.2 基于变换域中导频信号的最大多普勒频移估计算法

4.3 中心载波频移和多普勒联合估计

4.4 两次频偏估计法

4.5 本章小结

第5章 LTE上行SC-FDMA系统频偏估计算法研究

5.1 研究背景

5.2 传统的基于训练序列的频偏估计算法

5.3 改进的基于训练序列的频偏估计算法

5.4同信号干扰

5.5本章小结

第6章 总结与展望

6.1 回顾与总结

6.2 后续研究方向展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表或录用的学术论文