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对测试仪而言,同步过程在整个系统中占有非常重要的地位,同步误差的存在会引起符号间干扰(ISI)和子载波间干扰(ICI),严重影响系统接收机性能。本文着重研究LTE-TDD系统中符号定时同步和载波频率同步过程。
首先,研究了系统的帧结构和系统中设计的两种用于同步的信号,通过仿真分析了主同步信号和辅同步信号各自在时域和频域具有的自相关性和互相关性,并对下行基带信号生成进行了一定的分析,为后面符号定时同步和频率同步算法提出提供了可能。
然后,对同步过程中涉及的算法进行了仿真分析,观察拟采用的定时同步和频率同步算法性能能否达到要求且是否便于实现。其中定时算法是基于互相关的算法,利用本地主同步信号与接收信号进行滑动相关,并加入分段相关方法,相关功率峰值位置就是粗定时位置,后在粗定时位置附近使用未经过处理的主同步信号做相关,得到符号定时精同步。频率同步算法中首先用最大似然算法将频偏控制在一定范围内,接着研究了一种利用信道估计方法计算频偏的算法,将剩余频偏控制在终端允许的精度范围内。经过仿真,所取算法性能符合系统要求。
最后,对同步过程进行了设计与实现。分别提出了符号定时同步实现方案、频率同步以及帧同步实现方案,对其中的某些重要模块进行了详细设计和分析,并充分考虑DSP的某些特性,采取了一些优化方案进行实现。在符号定时实现中采用了分段滑动相关以降低原有方案对强频偏的影响;在频率同步时使用二分法取代原有的数值代入法将频率偏移控制在较小的范围内;采用了一种分段相位旋转的方法实现频偏补偿。