高鐵環(huán)境下TD及其演進(jìn)的同步技術(shù)研究.pdf

1、鐵路環(huán)境下移動通信質(zhì)量的保持一直以來是國際通信行業(yè)頭痛的問題，快速發(fā)展的高速鐵路已成為移動話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的新熱點(diǎn)。高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)腡D系統(tǒng)在此環(huán)境下應(yīng)用也越發(fā)普遍。如何在高速運(yùn)動的高鐵車廂內(nèi)為用戶提供優(yōu)質(zhì)的通信服務(wù)，成為運(yùn)營商越來越關(guān)注的焦點(diǎn)。目前大量廠家投入研發(fā)精力于此，以進(jìn)一步提升仍及其相關(guān)演進(jìn)技術(shù)在高鐵環(huán)境中的表現(xiàn)性能。
　　 同步在通信系統(tǒng)中占有非常重要的地位，同步誤差的存在會引起碼間干擾和星座圖旋轉(zhuǎn)，嚴(yán)重影響系統(tǒng)接收機(jī)性

2、能。在高鐵環(huán)境下，由于列車運(yùn)動速度快，在很短的時間內(nèi)將會給接收機(jī)的接收信號帶來很大的定時偏差與多普勒偏移。本文基于此，著重研究高鐵環(huán)境下TD及其演進(jìn)的定時同步技術(shù)與頻率同步算法。
　　 本文首先簡要介紹了在高鐵環(huán)境下TD及其演進(jìn)技術(shù)同步算法研究背景及現(xiàn)狀。然后簡要介紹TD系統(tǒng)物理層幀結(jié)構(gòu)，并對后續(xù)同步算法中需要使用的訓(xùn)練序列的產(chǎn)生以及性能進(jìn)行了詳細(xì)的分析，接著對高鐵環(huán)境下的信道特點(diǎn)進(jìn)行分析。在選取合適高鐵信道模型基礎(chǔ)上，分析了高

3、鐵環(huán)境下多普勒效應(yīng)的特點(diǎn)、以及對TD系統(tǒng)性能的整體影響。
　　 本文基于分析高鐵環(huán)境對TD系統(tǒng)定時同步性能影響的基礎(chǔ)上，研究和仿真現(xiàn)有常規(guī)定時同步算法，明確了高鐵環(huán)境下TD定時同步算法相比常規(guī)環(huán)境下定時同步算法的差別。針對高鐵環(huán)境下的定時同步算法應(yīng)具有實(shí)時性高、估計精度高、算法復(fù)雜度低等特點(diǎn)，本文提出了多激活窗疊加定時同步估計算法方案與基于低代價實(shí)現(xiàn)的多激活窗疊加定時同步改進(jìn)算法方案。為了驗證改進(jìn)算法的可行性，將改進(jìn)算法在高鐵信

4、道模型下進(jìn)行仿真，并分析仿真結(jié)果。從仿真結(jié)果可以證明本文提出的改進(jìn)方案在性能上和復(fù)雜度上都優(yōu)于現(xiàn)有的算法。
　　 本文也提出了適用于高鐵環(huán)境下的TD系統(tǒng)的載波頻率同步算法。本文提出的載波同步改進(jìn)算法利用最大似然估計算法、相角差分估計算法、適應(yīng)高鐵環(huán)境的特定控制調(diào)整算法，通過TD系統(tǒng)的訓(xùn)練序列來完成的。為了驗證算法的可行性，將基于訓(xùn)練序列分段反饋頻偏估計算法在高鐵信道模型下進(jìn)行仿真，并分析仿真結(jié)果。從仿真結(jié)果可以看出本文提出的改進(jìn)