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一种基于LTE系统的上行同步控制算法

信息技术 2019年第3期43卷 107-110,115页

作者：徐晓顺刘玮武汉邮电科学研究院武汉430074 武汉虹信通信技术有限责任公司武汉430205

上行同步是移动通信技术中的一个重要环节,上行同步的结果将影响UE上行信道性能,文中提出了一种基于LTE系统MAC层的上行同步控制算法,为UE提供合理的定时提前指令参数。文中首先介绍了上行同步的流程,分析了上行同步过程中与TA相关的参... 详细信息

上行同步是移动通信技术中的一个重要环节,上行同步的结果将影响UE上行信道性能,文中提出了一种基于LTE系统MAC层的上行同步控制算法,为UE提供合理的定时提前指令参数。文中首先介绍了上行同步的流程,分析了上行同步过程中与TA相关的参数和配置,而且详细描述了上行同步控制算法的流程。仿真结果表明,UE在低速以及不同SINR情况下,该同步控制算法都能够有效避免符号间干扰。

关键词：通信与信息系统上行同步定时提前时偏

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NB-IoT上行同步算法研究

NB-IoT上行同步算法研究

一种上行OFDM-CDMA系统的时频同步算法

中国电机工程学会电力通信专业委员会第十二届学术会议

作者：徐或李宏伟国网电子商务有限公司国网雄安金融科技集团有限公司国家电网有限公司电力金融与电子商务实验室

窄带物联网（narrow band internet of things,NB-IoT）的物理随机接入信道（NPRACH）不再使用ZC序列,而是采用跳频方式传输,因此,传统的LTE的上行同步算法不再适用。通过分析NPRACH的结构和跳频方式,设计一种NB-IoT的上行同步算法。该... 详细信息

窄带物联网（narrow band internet of things,NB-IoT）的物理随机接入信道（NPRACH）不再使用ZC序列,而是采用跳频方式传输,因此,传统的LTE的上行同步算法不再适用。通过分析NPRACH的结构和跳频方式,设计一种NB-IoT的上行同步算法。该算法首先进行激活检测,以判断接收信号是否包含NPRACH;之后通过符号组间的相位关系,估计ToA（timing of arrival,到达时间）。仿真结果显示,当MCL（maximum coupling loss）在144dB、154dB和164dB时同步误差小于2.5μs的概率均大于99%,满足系统需求。

关键词： NB-IoT 跳频上行同步 ToA

来源： cnki会议评论

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北京邮电大学学报 2005年第3期28卷 72-74,78页

作者：郑侃黄琳陈茅茅王文博北京邮电大学无线信号处理与网络实验室北京100876

提出了一种适用于上行正交频分复用码分多址接入(OFDM CDMA)系统的简单定时和频率同步方法.在该方法中,首先通过利用各自在频域和码域上正交训练序列的相关性来完成多用户符号定时估计;然后利用最大似然原则得到频偏估计.仿真结果表明... 详细信息

提出了一种适用于上行正交频分复用码分多址接入(OFDM CDMA)系统的简单定时和频率同步方法.在该方法中,首先通过利用各自在频域和码域上正交训练序列的相关性来完成多用户符号定时估计;然后利用最大似然原则得到频偏估计.仿真结果表明了该算法具有优良的最小均方误差性能.

关键词：正交频分复用码分多址接入上行同步

TD-SCDMA微基站上行信号处理关键技术研究与实现

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TD-SCDMA微基站上行信号处理关键技术研究与实现

作者：张霞电子科技大学

学位级别：硕士

2009年1月7日,3G牌照发放。中国移动获得TD-SCDMA牌照,中国联通获得WCDMA牌照,中国电信获得CDMA 2000牌照,三大电信运营商间的3G商用大战拉开了帷幕。TD-SCDMA作为我国第一个自主知识产权的无线通信标准,其发展更加吸引众人的目光。用... 详细信息

2009年1月7日,3G牌照发放。中国移动获得TD-SCDMA牌照,中国联通获得WCDMA牌照,中国电信获得CDMA 2000牌照,三大电信运营商间的3G商用大战拉开了帷幕。TD-SCDMA作为我国第一个自主知识产权的无线通信标准,其发展更加吸引众人的目光。用户对网络质量的感受是其选择运营商的一个重要标准,所以网络信号覆盖是运营商争夺市场的关键点。随着3G室内业务比重的日益提升,如何合理地在楼宇内建设具有良好网络质量的室内覆盖系统是运营商面临的一个实际问题。受传播环境和安装条件的限制,TD-SCDMA在室内不能使用智能天线,而且人口密集区的话务密度高,单靠已有的宏基站并不能满足室内覆盖的需求。针对室内环境对话务量、经济性和灵活性等方面的需求,TD-SCDMA微基站应运而生。同时,微基站还适用于相对话务量较低的地区,达到低成本广覆盖的目的。本文以TD-SCDMA微基站为研究对象,分析了其上行基带信号处理关键技术的性能,目标是在工程可实现的复杂度下,设计性能优良的上行接收机方案以满足协议要求。本文首先分析TD-SCDMA物理层协议,根据协议给出了物理层仿真平台的收发结构,梳理出基带信号处理简要流程。其次,分三部分对上行基带信号处理关键技术进行了讨论:描述了TD-SCDMA物理层协议中上行同步的相关测量概念,给出签名确认及同步测量的实现方法;介绍了TD-SCDMA训练序列的构成,阐述了Steiner信道估计原理并给出其门限设置方法;讨论联合检测矩阵生成,分析了ZF-BLE与MMSE-BLE两种联合检测算法的原理及其推导过程,针对联合检测矩阵求逆计算量庞大的问题,给出了两种矩阵快速求逆算法。再次,在协议分析的基础上,提出接收机信号处理方案,构建上行信号基带链路,并完成了关键参数的仿真验证。对不同数目的接入用户请求,得到了上行同步测量的变化规律;接收机信号处理方案满足协议性能指标要求;对不同参数配置,分析联合检测接收机的性能变化规律;比较了两种矩阵快速求逆算法应用时的接收机性能及其计算复杂度。最后,在浮点仿真的基础上,实现了Matalb模拟定点仿真,给出了接收机信号处理定点实现方案。在DSP上实现了上行基带信号的处理,测试了最终硬件实现的灵敏度,结果满足协议规范要求。以上成果验证了TD-SCDMA微基站接收机设计方案的工程可行性,为微基站在网络覆盖方案中的大规模应用做好了准备,具有重要的理论及经济价值。

关键词： TD-SCDMA 物理层上行同步信道估计联合检测 DSP

基于LTE的GEO卫星通信系统上行接入技术研究

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基于LTE的GEO卫星通信系统上行接入技术研究

作者：陈坤汕解放军信息工程大学

学位级别：硕士

随着卫星通信技术的迅猛发展，将地面第三代合作伙伴计划(3GPP,3rdGenerationPartnership Project)长期演进(LTE, Long Term Evolution)引入到卫星通信系统中，构建基于LTE的新一代卫星移动通信系统成为主流趋势。上行接入技术是卫星移... 详细信息

随着卫星通信技术的迅猛发展，将地面第三代合作伙伴计划(3GPP,3rdGenerationPartnership Project)长期演进(LTE, Long Term Evolution)引入到卫星通信系统中，构建基于LTE的新一代卫星移动通信系统成为主流趋势。上行接入技术是卫星移动通信系统的核心技术，直接影响系统性能。本文以LTE卫星上行接入技术为切入点，对上行随机接入、上行同步和上行功率控制等技术展开研究，主要工作如下： 1．针对静止轨道(GEO, Geosynchronous Earth Orbit)卫星移动通信系统时延大的特点，设计并提出一种快速随机接入方法。该方法引入联合设计思想，分析了地面LTE系统随机接入帧和接入策略的可行性，在充分借鉴地面LTE随机接入技术的基础上，将随机接入控制信息和接入前导进行混合设计，给出适应卫星移动通信系统的精简的随机发送流程和特殊随机接入帧结构。理论分析和仿真结果表明，通过对保护间隔、循环前缀和控制信息等关键参数的优化设置，有效地提高了帧正确接收概率和平均接入时间性能。 2.针对基于LTE的GEO卫星移动通信系统中大时延差的问题，给出一种基于交叉时隙分配策略的上行时隙同步方法。该方法联合考虑上行定时同步和资源分配，依据波束中心用户传播时延确定卫星上行接收帧定时参考，并根据波束内不同用户的位置信息，采用给远端用户分配超前时隙，给近端用户分配滞后时隙的交叉时隙分配方法，有效地减少了用户平均等待时间。理论分析和性能仿真结果表明，该方法性能上优于传统的滞后的上行同步方法，同时在保证误码率性能的前提下，减少了用户的等待时间。 3．针对卫星通信系统大时延导致的功率控制效率低的问题，给出了一种基于指定式的联合开环和闭环功率控制算法。该算法首先采用开环功率控制，由用户根据卫星信道质量、卫星负荷状况、用户位置和业务质量要求等信息计算初始发射功率，尽可能提高初始发射功率准确度;在此基础上，卫星侧根据接收信号信干噪比情况对终端发射功率进行指定式的闭环功率控制，进一步减少开环功控误差。理论分析和性能仿真结果表明，该算法较功率攀升的传统功率控制算法，有效地提高了初始接入概率、降低了平均接入时间。

关键词： LTE 静止轨道卫星通信随机接入上行同步功率控制

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McWiLL系统网络规划方法的研究

McWiLL系统网络规划方法的研究

作者：徐清林北京邮电大学

学位级别：硕士

McWiLL (Multi-carrier Wireless information Local Loop)是我国自主创新的SCDMA无线接入技术的宽带演进版,从系统容量、覆盖范围、组网方式等因素考虑,实现了一个宽带业务高效融合的移动宽带无线接入系统。宽带无线接入系统对网络有... 详细信息

McWiLL (Multi-carrier Wireless information Local Loop)是我国自主创新的SCDMA无线接入技术的宽带演进版,从系统容量、覆盖范围、组网方式等因素考虑,实现了一个宽带业务高效融合的移动宽带无线接入系统。宽带无线接入系统对网络有很高的要求,而网络规划是建设高质量移动宽带无线网络的必要条件。McWiLL的关键技术,如增强型智能天线、软件无线电、自适应调制编码等,都是在网络规划时需要考虑的因素。因此,就必须根据系统本身的特点,借鉴WiMax网络规划技术,形成我们自己特有的科学的McWiLL网络规划方法。本论文就是在这个背景下,对McWiLL系统的特有系统技术进行分析和研究,在组网分析研究和对借鉴MiMAX的网络规划技术的基础上,提出了McWiLL系统的网络规划方案;利用McWiLL模型,针对单基站、同频组网以及K=3的组网等情况,采用matlab进行了仿真分析,验证了设计方案的准确性;将所提出的方案应用于实际的网络规划工程中,达到了设计的目标,产生了经济和社会效益。

关键词： McWiLL 上行同步智能天线网络规划干扰

基于矢量处理器的5G-NR随机接入信道的实现

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基于矢量处理器的5G-NR随机接入信道的实现

作者：桑野东南大学

学位级别：硕士

近些年来第五代移动通信系统以其优越的特性已经被应用于各行各业的商用系统中。随机接入过程作为5G中必不可少的一环,是用户与网络建立起基本的连接所需要的过程,因此准确地解析物理随机接入信道,实现上行同步,是后续通信过程的基础。... 详细信息

近些年来第五代移动通信系统以其优越的特性已经被应用于各行各业的商用系统中。随机接入过程作为5G中必不可少的一环,是用户与网络建立起基本的连接所需要的过程,因此准确地解析物理随机接入信道,实现上行同步,是后续通信过程的基础。如何既能准确的对前导信号进行检测,又能满足低时延需求针对硬件计算平台特性设计加速算法是一个关键问题。因此本文主要对基于矢量处理器的5G NR物理随机接入信道实现进行了研究。主要工作如下:首先本文研究了5G系统的随机接入过程,并结合3GPP协议对随机接入物理层的相关规定,深入分析了PRACH发送和接收的关键技术。接着本文针对PRACH发送和接收流程进行了仿真。其中针对发送端前导序列的生成,本文结合研究使用了频域前导序列的生成算法,相比传统的时域生成并使用DFT运算,降低了时间复杂度;在接收端相关算法的选取上,本文通过算法推导与对比,在时域相关算法和频域相关算法中最终选择了频域相关运算;针对峰值检测,本文给出了一种改进的多门限判决的峰值检测算法。仿真结果表明针对AWGN和TDLC300-100信道以及长短前导序列格式,该算法要优于传统的峰值检测算法,性能有1-2d B的提升,且满足协议要求,具有工程实现价值。最后结合改进的峰值检测算法,本文对PRACH发送和接收整体流程在CEVA-XC 4500 DSP平台上进行了矢量处理器实现。根据平台的矢量并行设计思路,对算法中的复数乘法,复数加法,数据移位以及数据比较等运算进行并行实现,实现的算法包括频域相关,时域滤波以及峰值检测等算法。本文对比了浮点仿真和矢量处理器定点化实现时的前导检测成功率。结果表明,矢量处理器实现方案可以满足协议规定的参数要求,且基于矢量处理器的并行实现可以有效缩短代码的运行时间。

关键词：随机接入上行同步前导信号检测矢量处理器并行计算

TD-SCDMA无线收发信机射频前端技术研究

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TD-SCDMA无线收发信机射频前端技术研究

作者：唐小艳电子科技大学

学位级别：硕士

时分同步码分多址(TD-SCDMA)以智能天线、联合检测、上行同步等多项创新技术,获得频谱效率高、不对称数据业务、系统性价比高等优势。由于,上下行链路共用同一个载波的技术特性,也给射频研发工程师带来不同于其它通讯系统的设计挑战,其... 详细信息

时分同步码分多址(TD-SCDMA)以智能天线、联合检测、上行同步等多项创新技术,获得频谱效率高、不对称数据业务、系统性价比高等优势。由于,上下行链路共用同一个载波的技术特性,也给射频研发工程师带来不同于其它通讯系统的设计挑战,其中尤以低噪声、高线性、突发信号自动电平控制、收发同步切换等射频技术为难点。本论文正是针对上述问题,以TD-SCDMA无线中继设备射频前端为研究对象,主要研究内容为:***-SCDMA信号是突发信号,所以传统的自动电平控制电路不太适用。本文特地设计了一种具有采样保持单元的新颖自动电平控制电路,实测验证了其适用于突发信号的自动电平控制。***-SCDMA系统是时分双工模式,精确的收发同步切换是核心部分。本文采用了GPS同步解决方案,其中涉及到了同步模块和电源模块的设计和优化。3.相位噪声会严重影响TD-SCDMA系统的矢量幅度误差指标,文中推导了相位噪声和EVM的关系,据此选择最佳性价比的频率合成方案。4.本文研制了TD-SCDMA无线中继设备,根据测试结果,达到了设计的要求,证明了设计是成功的,对于TD-SCDMA无线收发信机射频前端的设计具有一定参考价值。

关键词：时分同步码分多址上行同步突发信号自动电平控制收发同步切换

TD-LTE系统PRACH接收技术研究及多核DSP实现

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TD-LTE系统PRACH接收技术研究及多核DSP实现

作者：徐明北京邮电大学

学位级别：硕士

移动通信已经成为人们日常生活密不可分的一部分,互联网业务的普及使得音视频数据大量进入人们的生活,移动通信业务的迅猛发展使得对通信容量的需求迅速增加,对移动带宽的需求日益迫切,与此同时,对移动通信系统的实时性也提出了更高的... 详细信息

移动通信已经成为人们日常生活密不可分的一部分,互联网业务的普及使得音视频数据大量进入人们的生活,移动通信业务的迅猛发展使得对通信容量的需求迅速增加,对移动带宽的需求日益迫切,与此同时,对移动通信系统的实时性也提出了更高的要求。LTE使用一系列关键的基础无线技术,包括正交频分复用技术、多输入多输出技术以及全分组交换技术,这些技术使得通信速率显著提高,同时提高了频谱效率,分组优化的扁平网络架构可以支持无缝移动性,有效降低协议处理时延,从而降低无线网络时延并提升服务质量,能够保证实时业务(如VoIP)的服务质量。LTE系统已经在全球范围大规模部署,其相关技术已经成熟。本文重点研究TD-LTE上行链路时间同步过程中的随机接入物理层接收过程,本文首先对随机接入接收链路的各个模块进行算法设‘计、功能测试和性能仿真,然后完成各个模块在FreeScale MSC8157多核基带处理器上的代码实现,并进行了功能测试,代码优化和性能分析,实现了实时处理的要求。首先,论文中提出了一种新的随机接入接收端前导码检测方法,该方法可以配合不同的噪声估计方法,并在常规小区和高速小区场景下对不同随机接入前导序列格式的检测性能进行了仿真,仿真结果表明该算法相对于协议要求有2-3dB的性能提升,且算法复杂度低,方便工程实现。其次,论文基于飞思卡尔(FreeScale)最新一代基带无线接入多核处理器MSC8157完成了随机接入接收端的设计与实现,验证了随机接入基带部分接收端整体链路过程。为保证实时性和并发性文中基于该DSP的硬件架构和系统特点,给出代码的具体优化方法和优化结果,验证了系统实施的可行性。再次,论文还设计了一种随机接入接收端所使用的抗混叠低通滤波器,给出其相关特性,并在DSP平台上完成了设计与实现,可提升随机接入的检测性能。

关键词： TD-LTE 上行同步随机接入前导序列检测多核DSP