LTE-Advanced上行链路多天线SC-FDMA系统定时同步技术研究

【摘要】随着宽带移动通信系统的不断发展,移动互联网多媒体应用变得越来越受青睐。LTE研究项目于2004年由3GPP提出,2009年LTE技术正式进入了商用阶段。为进一步满足用户对宽带移动通信的需求,适应宽带移动通信的迅速发展,3GPP于2009年开始了一项新的研究工作,提出了LTE技术的R10版本,即LTE-Advanced技术。LTE-Advanced峰值速率下行链路达1Gbit/s和上行链路达500Mbit/s。LTE-Advanced技术已正式成为4G技术的标准之一。LTE-Advanced上行链路传输方案采用单载波频分多址SC-FDMA技术,将经典的正交频分复用技术和单载波传输方案融合在一起,具有较低的峰均比(PAPR)的优点。LTE-Advanced上行链路利用具有空间分集优势的MIMO技术,通过提升物理空间的利用率,扩大系统的覆盖范围,有效提高系统的传输性能。本文主要针对LTE-Advanced上行链路MIMOSC-FDMA系统的定时同步算法进行研究。本论文以介绍移动通信技术的发展历程开篇,之后对LTE-Advanced相关内容进行了概述；紧接着介绍了SC-FDMA系统的原理、模型、信号结构等以及MIMO技术,进而引出了对MIMOSC-FDMA系统的描述；又分述了极大似然检测算法、线性检测算法和非线性检测算法等常用的MIMO检测算法的原理；之后对MIMOSC-FDMA系统定时偏移产生的原因,及其对系统产生的影响进行了探讨。最后采用了一种解决定时偏移影响的并行干扰消除算法。传统的定时同步算法一般是通过首先对信号进行粗估计,再进行细估计的方法来寻找FFT观察窗口的起始位置。本论文将MIMO非线性检测技术中的并行干扰消除技术应用于MIMOSC-FDMA系统中,以期达到消除定时偏移所带来的干扰的目的。本文的关键不是估计时间偏移量,而是在假定定时偏移已经存在且对系统产生了干扰的基础上,将这种干扰看成是可被估计、可被消除的。通过干扰消除的方法将这种干扰影响从接收信号中消去,从而降低干扰对系统的影响,提高系统的性能。因此,本文采用了LTE-Advanced上行链路MIMOSC-FDMA系统定时同步的QR-PIC算法及多级迭代PIC算法,即通过初步的线性QR分解获得原始信息的估计值,之后对接收信号进行并行干扰消除和信息检测。通过理论分析推导和计算机仿真,本文采用的LTE-Advanced上行链路MIMOSC-FDMA系统定时同步的QR-PIC及多级迭代PIC算法能有效提高系统检测性能。
【作者】郭宁；
【导师】彭端；
【作者基本信息】广东工业大学，通信与信息系统，2014，硕士
【关键词】多输入多输出；单载波频分多址；定时同步；QR分解；并行干扰消除；

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