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1、西安电子科技大学 硕士学位论文 LTE FDD基带系统中UE的接入过程研究 姓名：郭燕鹏 申请学位级别：硕士 专业：通信与信息系统 指导教师：栾英姿 20090101 摘要 移动通信的最终目标是实现所谓的“个人通信 ，即在任何地点和任意时间 可以和任何人进行任意形式的交流。现在基本上可以在任何地点和任意时间和任 何人进行通信，但任意形式的交流由于一些限制还不能实现。这些限制主要来自 两个方面：一是因为业务类型的多样性，二是因为有限带宽的限制。 为了提高移动通信的持续竞争力，3 G P P 组织提出了L T E ( L o n g T e r mE v o l u t i o n ) 系统标准，
2、采用O F D M 多载波技术，并结合M I M O 、自适应编码调制以及调度等， 以提高系统的性能。本文是针对L T EF D D 基带系统中U E ( U s e rE q u i p m e n t ) 接入 过程的研究。U E 的接入包括两个关键的环节：小区初始搜索和随机接入。通过小 区初始搜索，刚开机的U E 捕获所在小区的时间和频率同步，同时识别本小区的标 识号与e N o d e B ( 基站) 建立连接；然后通过随机接入获得上行同步并申请用户资 源，这样U E 与e N o d e B 且P 可正常通信了。 本文首先简要介绍了L T E 的市场和技术背景及性能目标；接着阐述了0
3、 F D M 技 术及L T E 系统上下行链路传输方案，下行采用O F D M A 方式，可以有效的支持多种 带宽，并可以采用灵活的资源调度策略，上行采用S C F D M A 方式，在具有灵活资 源调度的同时，也具有低的峰均比( P A P R ) ；然后重点描述下行同步和小区搜索， 设计了同步信道结构和同步序列，并给出了基带检测算法的实现方案。最后对上 行随机接入进行重点阐述，在研究随机接入时频结构的基础上，研究了前导序列 的选取原则，随机接入流程的比较，并给出了基带检测算法的实现方案。 关键字：L T E 小区初始搜索上行随机接入 A b s t r a c t 刀彬u l t i m
4、 a t e t a r g e t o ft h em o b i l ec o m m u n i c a t i o ni s “ p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n , w h i c hm e a n sc o m m u n i c a t i o nw i t ha n y o n ei na n y w h e r ea n da n y t i m e a n da n yt y p e s N o ww ea l m o s tC a nc o m m u n i c a t ew i t ho t h e rp e o p
5、l ei na n y t i m ea n d a n y w h e r e ，b u tn o ta n ys e r v i c e ，d u et ot h eb a n d w i d t hl i m i t a t i o na n dv a r i o u ss e r v i c e s I no r d e rt ok e e pt h ed u r a t i v er i v a l r o u s n e s so ft h em o b i l ec o m m u n i c a t i o n ，3 G P P p r o p o s e d t h eL T
6、 Es y s t e m st o i m p r o v e t h e p e r f o r m a n c e ，w h i c ha p p l y t h e O F D M ，M I M O A M Ca n ds c h e d u l e de t c W es t u d yt h ep r o c e d u r eo ft h eU E Sa c c e s so f L T EF D Ds y s t e mi nt h i sp a p e r 1 1 1 ep r o c e d u r eo ft h eU E 。Sa c c e s si n c l u d
7、 e st w op i v o t a l a s p e c t s ：i n i t i a lc e l ls e a r c ha n dr a n d o ma c c e s s B yi n i t i a lc e l ls e a r c h ，t h eU Ew h i c hj u s t b o o t s t r a pc a p t u r e st h et i m ea n df r e q u e n c ys y n c h r o n i z a t i o na n dd i s t i n g u i s h e st h ec e l lI D a
8、 tt h es a m et i m e I nt h i sw a yt h eU Eh a sb e e ne s t a b l i s hc o n n e c t i o nw i t he N o d e B A n d t h e n ，b yr a n d o ma c c e s s t h eU Eo b t a i n su p l i n kt i m es y n c h r o n i z a t i o na n dr e q u e s t s r e s o u r c e sa l l o c a t i o n S ot h eU Ea n de N o
9、 d e Bc a nc o m m u n i c a t en o r m a l l y T 1 1 ec o n t e n to ft h i st h e s i si Sa sf o l l o w s ： F i r s t l y , T h i sP a p e ri n t r o d u c e st h eb a c k g r o u n do fm a r k e ta n dt e c h n o l o g y ，a n dt h e t a r g e to fp e r f o r m a n c eo ft h eL T E ；t h e nd e s
10、c r i b e st h eO F D Mt e c h n o l o g ya n dt h eR T T o f t h eL T E ，t h ed o w n l i n ki s a p p l i e d t h eO F D M A ，w h i rc a ne f f e c t i v e l ys u p p o r tt h e v a r i o u sb a n d w i d t ha n df l e x i b l es c h e d u l e dm e t h o d s ；t h eu p l i n ki sa p p l i e dt h eS
11、 C F D M A ， w h i c hC a na l s os u p p o r tt h ef l e x i b l es c h e d u l e dm e t h o d sa n dt h el o wP A P R ；A n dt h e n d e s c r i b et h ed o w n l i n ks y n c h r o n i z a t i o na n dc e l ls e a r c hm a i n l y , d e s i g nt h es t r u c t u r eo ft h e S C Ha n dt h eS C Hs e
12、 q u e n c e ，a n dt h e ng i v et h es c h e m eo ft h eb a s e - b a n dd e t e c t i o n a l g o r i t h m F i n a l l y , w ee m p h a s i z et h eu p l i n kr a n d o ma c c e s s ，w h i c hi si n c l u d e dt h et i m e a n df r e q u e n c ys t r u c t u r e ，t h ep r i n c i p l eo fs e l e
13、c t i n gt h ep r e a m b l es e q u e n c e ，t h ep r o c e d u r e o fr a n d o ma c c e s sa n dt h es c h e m eo ft h eb a s e - b a n dd e t e c t i o na l g o r i t h m K e y w o r d ：L T EI n i t i a lc e l ls e a r c hU p l i n kr a n d o ma c c e s s 西安电子科技大学 学位论文独创性( 或创新性) 声明 秉承学校严谨的学风和优良的
14、科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在 导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标 注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成 果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的 材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中做了明确的说 明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。 本人签名：豇趁日期卫壁望：盟! 12 西安电子科技大学 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究 生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安
15、电子科技大学。学校有权保 留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内 容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后 结合学位论文研究课题再攥写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。 ( 保密的论文在解密后遵守此规定) 本学位论文属于保密，在一年解密后适用本授权书。 本人签名： 导师签名：豪褒宴 日期一! ? ：刍! ! t 第一章绪论 第一章绪论帚一早三百T 匕 1 1L T E 市场背景和技术背景介绍 伴随G S M 等移动网络在过去的二十年中的广泛普及，全球语音通信业务获得 了巨大的成功。目前，全球的移动语音用户已超过了1 8 亿。 同
16、时，我们的通信习惯也从以往的点到点( P l a c et oP l a c e ) 演进到人与人。个 人通信的迅猛发展极大地促使了个人通信设备的微型化和多样化，结合多媒体消 息、在线游戏、视频点播、音乐下载和移动电视等数据业务的能力，大大满足了 个人通信和娱乐的需求。 另外，尽量利用网络来提供计算和存储能力，通过低成本的宽带无线传送到终 端，将有利于个人通信娱乐设备的微型化和普及。G S M 网络演进到G P R S E D G E 和w C D M A H S D P A 网络以提供更多样化的通信和娱乐业务，降低无线数据网络 的运营成本，已成为G S M 移动运营商的必经之路。但这也仅仅是往宽带无线技术 演进的一个开始。W C D M A H S D P A 与G P R S E D G E 相比，虽然无线性能大大提高， 但是，在I P R ( I n t e l l e c t u a lP r o p e r t yR i g h t s 知识产权) 的制肘、应对市场挑战和满 足用户需求等领域，还是有很多局
