[發明專利]LTE-FDD系統抑制多徑延時和多普勒效應的粗同步方法

在審

• 申請號: 201310429713.5
• 申請日: 2013-09-22
• 公開（公告）號: CN103581100A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 陳赟;丁娜;吳迪;曾曉洋
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;王潔平

技術領域

本發明屬于無線數字通信技術領域，具體涉及一種LTE-FDD系統抑制多徑延時和多普勒效應的粗同步方法。?

背景技術

3GPP組織在2004年底提出了3GPP長期演進項目（LTE）。在基于時分和頻分多址接入技術的第二代移動通信系統和基于碼分多址技術的第三代移動通信系統的基礎上，LTE采用了屬于4G技術的正交頻分復用（OFDM）和正交頻分復用多址（OFDMA）技術。LTE良好的向后兼容性使得它可以從HSPA和HSPA+的技術發展和最新理解中獲益，同時LTE可以自由采用最先進的技術。?

LTE系統的性能是各個網絡運營商最為看重的一點。出于市場因素的考慮，在首次發布的LTE系統主要性能要求中，LTE系統在最大帶寬20MHz的情況下，兩根接收天線和一根發射天線的假設下，上下行峰值傳輸速率分別為100Mbits/s和50Mbits/s，相應于頻譜效率分別為5bits/Hz和2.5bits/Hz；從移動性的角度去考慮，LTE系統需要在終端移動速度達到350Km/h的情況下仍然能支持正常的通信，甚至在使用更高的頻段下支持500Km/h的移動速度，這就要求小區之間的無中斷切換；在時延方面，LTE要求最佳條件下無線接入網絡的時延要低至5ms；LTE的上下行都能工作在廣泛的頻帶范圍內以及適應各種帶寬的頻譜分配。?

根據Release?11，LTE系統中共有6種帶寬可供選擇，分別是1.4MHz、2.5MHz、5MHz、10MHz、15MHz和20MHz，分別對應的子載波個數為72、180、300、600、900和1200，FFT的點數分別為128、256、512、1024、1536和2048。子載波間隔為15KHz，在MBSFN（Multimedia?Broadcast?Single?Frequency?Network，多媒體廣播單頻網）模式下，子載波間隔為7.5KHz。在LTE系統中，QPSK、16QAM和64QAM的調制方式被采用，使用1/3碼率的turbo編解碼。LTE系統有兩種傳送數據的模式，分別是頻域雙工（FDD）和時域雙工（TDD），FDD模式是本發明的工作模式。LTE支持的環境差異性非常大，因此設計者們針對不同的環境設計了不同的循環前綴長度。一般模式下，在20MHz的帶寬下，對于時間長度為0.5ms的時隙，?LTE下行鏈路采用5.2μs和4.7μs兩種不同時間長度的循環前綴，一個時隙里第一個OFDM符號采用5.2μs的循環前綴，剩下6個OFDM符號采用4.7μs的循環前綴，這樣做是為了保證0.5ms內的OFDM符號個數是整數；為了確保即使在郊區和農村較大的小區，時延擴展也能滿足遠小于循環前綴長度的要求，擴展模式在這種情況才被采用。擴展模式下，循環前綴長度為16.7μs或者33.3μs，分別對應于子載波間隔為15KHz和7.5KHz，當然這種做法就增大了系統開銷，降低了頻譜利用率。本發明針對普通模式也就是循環前綴較短的情況，這樣在保證接收信號正確率的同時能夠保持系統的帶寬利用率。?

由于發射機和接收機晶振頻率的不匹配以及多普勒頻移會導致載波頻偏。載波頻偏，特別是小數倍載波頻偏的存在會導致碼間干擾（ISI）、子載波間干擾（ICI）并且降低了信號的能量，破壞子載波之間的正交性，極大地影響了接收機的性能，也對后面的解碼和解讀信息造成了不可估量的影響。對于采用OFDM技術的LTE標準來說，保證子載波之間的正交性是能夠正確接收信息的前提，因此載波頻偏的估計與糾正是LTE系統中不可缺少的一步。?

除此之外，要獲得正確的發射信息，必須要知道信息的起始位置在哪里，這樣經過接收機的檢測才能得到正確的發射信息。由于載波頻偏和信道的時延的存在，導致接收信號和發射信號之間存在一定的時延，因此定時同步也是非常必要的。?