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为了满足人们对数据传输速率的日益增长的需求,第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project,3GPP)设计了通用移动通信系统的长期演进(Long Term Evolution, LTE)标准。LTE将在未来成为主流的宽带移动通信技术。LTE中采用了以正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)为基础的多址技术。OFDM作为一种多载波传输技术,对时间和频率偏移非常敏感,精确的同步对OFDM系统来说是非常重要的。本文主要讨论了LTE中上下行同步的算法和流程,对LTE中的小区搜索算法进行了重点分析和仿真,并给出了一种基于多核DSP的算法实现方案。首先,概述了OFDM的系统模型以及时间和频率误差对系统性能的影响；阐述了两种经典的OFDM同步算法,分别基于导频和基于CP。其次,论述了在LTE中得到广泛应用的Zadoff-Chu序列的性质,综述了LTE中同步信号和PRACH的设计；研究了LTE中上下行同步的基本原理,并给出了小区搜索和随机接入的流程,分析了上行同步中PRACH的检测方案。然后,本文详细研究了LTE中的小区搜索算法并通过仿真验证了算法的性能：对接收信号做低通滤波和下采样之后,利用时域PSS的互相关特性获得粗定时同步信息,然后根据时域PSS前后的相位差做粗频偏估计,对接收信号进行粗频偏补偿之后做FFT,根据PSS计算频域信道估计值,用于SSS的相干检测。仿真结果表明该算法可用于实际系统。本文还设计了基于picoChip多核DSP的小区搜索实现方案：在介绍了picoChip多核DSP的芯片结构、并行处理特性、数据传输方式以及开发流程的基础上,给出了各个子模块功能的划分、数据处理的流程、硬件资源的使用以及端口速率的设定。测试结果表明,该方案可以满足系统的功能和时延需求。本文对LTE中同步的研究与实现具有一定的参考价值。