为了保持3G在十年内的竞争力,3GPP组织在2004年底通过了3G长期演进计划(Long Term Evolution,简称LTE)。LTE旨在提高数据传输速率,降低系统时延,增大系统容量和覆盖范围,同时降低运营成本。LTE是目前国际化标准组织开展的一项重要工作,因而对LTE技术的研究具有重要意义。本文主要针对LTE物理层上行链路进行研究。首先,介绍了LTE物理层的技术方案,并重点阐述了本文所采用的SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)传输方案的标准及相关演进过程。其次,给出了上行链路仿真平台的系统结构图、部分模块实现原理以及系统参数。同时,分别讨论了在加性高斯白噪声(AWGN)信道和TU(Tvpical Urban)信道下的仿真性能,并对采用理想信道估计和最小平方(LS)信道估计下的系统性能做了对比。通过仿真得出,在相同的仿真条件下,采用低码率、低阶调制方式的性能优于高码率、高阶调制的性能。之后,针对上行同步性能进行评估,通过理论分析与实际仿真,评估了频域同步误差和时间同步误差对系统性能的影响。对于载波频偏,小数倍的频率偏移使子载波间的正交性遭到破坏,引起子载波间干扰。对于时间同步误差,FFT处理窗的位置超前放置不会对系统性能造成严重影响,而FFT处理窗的位置延迟放置时,会带来符号间干扰,严重影响系统性能。最后,针对上行链路ACK/NACK(Acknowledge/NegativeAcknowledge)控制信令进行研究。我们先是采用CAZAC(ConstAmplitude Zero Auto-Correlation)序列构造控制信令,给出了不同条件下的信令设计方法,并提出一种带有循环前缀的CAZAC序列设计信令的方法,采用该方法在非相干检测的条件下,提高了检测的正确性。同时还提出了一种具有类差分性质的序列,使用该序列作为信令,在采用非相干检测方法下具有与采用相干检测方法时相近的性能。