论文部分内容阅读
3GPP长期演进LTE项目是3G标准的演进,它改进并增强了3G的空中接口技术。正交频分复用OFDM技术是LTE系统下行链路传输的核心技术之一,其具有频谱利用率高、数据传输速率快和抗多径衰落能力强等优点。但是,相比单载波系统,OFDM系统对定时偏移和载波频率偏移更敏感。由定时错误引进的符号间干扰ISI和频率偏移带来的载波间干扰ICI会导致OFDM系统性能急剧下降。所以同步问题是OFDM系统的一个关键技术问题,同步技术对于OFDM系统至关重要。本文的主要工作是在分析OFDM系统同步算法的基础上,结合LTE协议,确定适合LTE下行OFDM系统的同步技术方案,并在DSP平台上进行设计实现。论文首先介绍了OFDM技术的基本原理,并分析了同步误差对OFDM系统的影响,分析了OFDM系统同步技术方案,包括基于OFDM符号结构特性的盲同步算法以及基于训练序列的同步算法,并从仿真性能和运算复杂度上对这些算法进行了分析比较。其次,结合LTE协议下行物理信号生成方式及时频位置特点,筛选确定适合LTE下行OFDM系统的同步技术方案。LTE下行主同步信号PSS由Zadoff-Chu (ZC)序列生成,并且在一个无线帧内发送两次,论文中利用PSS序列良好的相关特性来得到粗定时同步点；粗小数倍频偏估计采用了基于PSS的算法,该算法性能良好,估计范围比较大,并且容易在DSP上实现；细定时同步和残留频偏估计采用了基于参考符号RS的估计算法,但基于参考符号的残留频偏估计算法估计范围与CP长度有关。最后,在验证LTE系统同步技术方案的基础上,论文对LTE下行OFDM系统的同步方案进行了DSP设计,包括粗细定时模块,粗小数频偏和细小数频偏(残留频偏)估计模块、频偏纠正模块。编写的整个DSP测试模块包括调制、RS生成模块、资源例子映射模块、OFDM符号生成模块、OFDM解调模块以及同步模块。论文分析表明,采用并行方式生成参考符号以提高运算速度,采用平面坐标旋转数字计算CORDIC算法实现频偏估计和纠正以有效减少DSP资源的占用以及硬件消耗,减小运算复杂度。