多天线LTE上行链路SC-FDMA系统载波同步技术研究

【摘要】2004年,第三代协作项目(ThirdGenernationPartnershipProject,3GPP)组织开始着手研究长期演进(LongTermEvolution,LTE)技术,确定了LTE的定义。在无线通信系统中,高速移动的物体容易产生多普勒效应,它会严重影响在高速移动情况下的接收信号的频谱,特别在多径环境下,接收信号的频谱结构能够产生不一样的多普勒频率偏移,从而引起多普勒扩展。多普勒效应所产生的衰落类型为时间选择性衰落,它严重扰乱MIMOSC-FDMA系统的子载波间的正交特性,引起子载波间干扰,而且也会使原信号不能够正确恢复,误比特率升高,对系统的性能有着明显的影响。而由于发送端和接收端之间的晶振不稳定性所造成的频率不一致也会很大程度地影响系统的性能,同样地,这类频率差异也被称为载波频率偏差。本文对多天线LTE上行链路系统的载波同步问题进行分析研究。对于MIMO信道的检测方案,需要考虑如何让算法复杂度尽可能地低,同时要提高检测器的检测性能。优良的检测器性能能够让多输入多输出系统发挥自身所具有高数据率和高增益的优点。检测器的性能可以通过仿真模拟,得出一条SNR与BER的曲线,根据曲线特征判断出性能的好坏,同时也能通过MIMO系统的分集度等其他参考指标进行判断。由理论设计到实现时,因为现有的硬件处理技术的局限,例如在信号处理过程中,数字芯片处理数据的速度远远达不到设定的标准,所以在计算复杂度较高的算法中,难以在实际应用中投入使用。在可能的检测方案中,其实并不能同时做到有极好的检测性能和极低的复杂度,两者不能兼得,是相互矛盾的,所以检测方案的设计重点在于考虑复杂度和检测性能的折中。我们在实现中要两方面结合起来考虑,不能因此失彼。针对发送机与接收机产生的载波频率偏移对MIMOSC-FDMA系统的性能的影响,提出一种基于MMSE-PIC的MIMOSC-FDMA载波同步算法。首先采用最小均方误差来估计频偏,然后再根据这些初步估计值采用一种迭代的并行干扰消除算法对载波频偏干扰进行消除抑制。经过理论分析和仿真实验验证该算法的有效性,并且提高了系统性能。
【作者】李源；
【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】LTE；SC-FDMA；多普勒频移；载波频偏(CFO)；MMSE-PIC；

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