TD-LTE多天线数字中继同步技术的研究与FPGA的实现

摘要

LTE(Long Term Evolution)是第四代移动通信的主流技术之一,3GPP组织将LTE作为第三代移动通信系统的长期演进技术并进行了可行性研究和标准化工作,LTE 受到了全球运营商和设备商最为广泛的支持和参与。LTE 系统以 OFDM( Orthogonal Frequency Division Multiplexing)和MIMO( Multiple Input Multiple Output)技术为基础。
　　OFDM 具有抗窄带干扰、极高的频谱利用率、有效地抵消频率选择性衰落等优点,但OFDM系统对频域和时域的同步误差有很高的敏感性。因此在OFDM技术需要考虑两个方面的同步工作。第一,需要精确的定位OFDM的边界和最佳采样时刻,尽量减小码间干扰(ISI)和载波间干扰。第二,是必须对 OFDM 做频偏估计,正确估计出载波偏移。本文主要在研究第一种OFDM时域的同步来完成TD-LTE同步。
　　本文研究了现有的LTE系统同步的算法,在这个基础上重点研究了利用LTE的同步信号实现 TD-LTE 的系统同步,并给出了实现整个同步的流程和算法。该同步算法首先利用主同步信号的自相关性对接收信号进行直接滑动相关检测,在找到主同步信号所在的OFDM的起始位置对OFDM的CP类型做检测,完成PSS检测和CP类型检测,就可以找到SSS信道的位置,并对SSS做相关检测；这样完成了系统的符号同步、帧同步、小区搜索为后续的工作奠定了基础。
　　最后,根据所给出的系统同步的算法给出了 FPGA 实现方案,通过对原理分析给出硬件框图,并通过FPGA实现给出仿真结果。本文对算法分析并通过Matlab和FPGA对同步算法进行仿真,理论分析和仿真结果表明,所设计算法能够很好的完成LTE系统初始同步和小区搜索。

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第一章 绪论

§1-1引言

§1-2本课题研究背景及意义

§1-3本课题研究现状

§1-4本文的章节安排

第二章 TD-LTE物理层及其关键技术的介绍

§2-1 LTE 帧结构

§2-2 OFDM及物理信号

§2-3 LTE物理层同步信道

§2-4 LTE射频特性

第三章 TD-LTE下行同步的研究

§3-1下行同步的处理流程

§3-2时域同步信号的获取

§3-3下行PSS的检测

§3-4 CP类型确定

§3-5下行SSS的检测

§3-7 信号源与仿真结果

第四章 同步算法的FPGA实现

§4-1 PSS检测原理及FPGA硬件实现

§4-2 CP类型检测模块的原理及FPGA硬件实现

§4-3 SSS检测原理及FPGA硬件实现

第五章 总结与展望

§5-1 总结

§5-2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间所取得的相关科研成果