TD-LTE系统小区搜索研究与实现

摘要

TD-LTE是我国具有自主知识产权的3G标准TD-SCDMA的演进，为我国无线通信的自主创新之路打下了坚实的基础。随着TD-L、E技术标准的日趋成熟，TD-LTE技术已逐步成为移动通信领域的主流技术，目前全球已有多家运营商实现了TD-LTE的商用。在我国，TD-LTE网络也在积极布局中，其发展前景十分乐观。
　　 小区搜索就是指终端在初始接入或小区切换时与基站取得时间和频率同步，并检测小区ID的过程，是终端与基站建立连接的第一步，小区搜索的好坏对整个通信系统的性能有着非常重要的影响，只有快速正确地完成小区搜索，才能保证终端与基站之间实现正常的数据交换。
　　 本文结合“新一代宽带无线移动通信网”国家科技重大专项“TD-LTE射频一致性测试系统”的开发需求，对小区搜索和时频同步算法进行研究，并最终提出实现方案，成功应用在项目中。
　　 论文的主要工作包括以下几个方面:首先介绍了课题的背景、来源和小区搜索的研究现状;然后对TD-LTE系统做了概述，分析了OFDM技术的原理并介绍了TD-LTE系统的帧结构;接着对物理层小区ID、同步信号的位置、生成和映射做了详细介绍并通过仿真分析了同步信号的特性，阐述了符号定时偏移、载波频率偏移和样值频率偏差对TD-LTE系统性能的影响;重点对小区搜索算法进行了研究，分别介绍了基于同步信号的小区搜索算法和基于循环前缀的最大似然估计算法，在基于同步信号的小区搜索算法中，考虑了三种不同的定时粗同步算法和两种帧定时同步算法，对各算法进行了仿真、分析和比较;最后结合项目的开发，提出了一种小区搜索的DSP实现方案并将该方案在TI公司的TMS320C6455芯片上进行了实现，对该方案在CCS软件上的实现过程进行了详细介绍，该方案满足项目的要求，计算复杂度低，易于实现;此外，对最大似然估计算法进行了实现并对实现过程做了详细介绍。

目录

声明

摘要

缩略表

第一章 绪论

1．1 研究背景介绍

1．2 课题来源

1．3 小区搜索和同步研究现状

1．4 论文主要结构

第二章 TD-LTE系统概述

2．1 OFDM技术

2．2 LTE系统的帧结构

第三章 TD-LTE系统同步信号研究和同步的影响

3．1 物理层小区ID介绍

3．2 TD-LTE系统中同步信号的位置

3．3 主同步信号

3．3．1 主同步信号的生成

3．3．2 主同步信号的映射

3．3．3 主同步信号的特性

3．4 辅同步信号

3．4．1 辅同步信号的生成

3．4．2 辅同步信号的映射

3．4．3 辅同步信号的特性

3．5 小区搜索中同步对系统的影响

3．5．1 定时偏移对系统的影响

3．5．2 频率频移对系统的影响

3．5．3 样值同步对系统的影响

第四章 TD-LTE系统小区搜索算法研究

4．1 基于同步信号的小区搜索算法

4．1．1 定时粗同步和确定小区组内ID号

4．1．2 定时精同步

4．1．3 小数倍频偏估计

4．1．4 整数倍频偏估计

4．1．5 判断CP类型

4．1．6 帧定时同步

4．2 基于循环前缀的最大似然估计算法

第五章 TD-LTE系统小区搜索的实现

5．1 开发环境介绍

5．1．1 DSP芯片介绍

5．1．2 CCS3．3软件介绍

5．2 小区搜索的DSP实现

5．2．1 总体实现流程

5．2．2 定时粗同步

5．2．3 确定小区组内ID号

5．2．4 定时精同步

5．2．5 确定CP类型

5．2．6 帧定时同步

5．3 ML算法的DSP实现

5．3．1 总体介绍

5．3．2 符号定时粗同步

5．3．3 符号定时精同步

5．3．4 频偏估计

第六章 总结与展望

6．1 论文工作总结

6．2 展望

致谢

参考文献

附录 攻硕期间从事的科研工作及研究成果