LTE在城市鐵路環(huán)境中時(shí)頻同步算法的研究.pdf

1、2006年，在我國內(nèi)青藏鐵路首先應(yīng)用了基于GSM-R(Global System Mobile forRailway,鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn))系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)列車控制信息車-地之間的傳輸，但是GSM-R僅有4MHz頻率帶寬。2014年，召開的“2014年中國無線技術(shù)與應(yīng)用大會(huì)”上，馬芳表示GSM-R作為窄帶通信系統(tǒng)，已經(jīng)難以適應(yīng)列車控制信息的傳輸，下一代鐵路無線系統(tǒng)將直接從GSM-R系統(tǒng)進(jìn)化為準(zhǔn)4G的LTE-R(Long Term Evolut

2、ion-Railway,長期演進(jìn))。LTE-R系統(tǒng)采用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復(fù)用)的傳輸技術(shù)。隨著列車的提速，多徑時(shí)延和多普勒效應(yīng)對(duì)鐵路無線通信系統(tǒng)的解調(diào)性能造成很大的影響，這會(huì)嚴(yán)重影響鐵路的行車安全和運(yùn)輸效率。因此，研究OFDM系統(tǒng)的符號(hào)定時(shí)同步和載波頻率同步對(duì)鐵路無線通信系統(tǒng)來說，具有很重要的意義。
　　本文主要研究利用訓(xùn)練符號(hào)來完成OFDM系統(tǒng)

3、的時(shí)頻同步算法。在分析和研究經(jīng)典的利用訓(xùn)練符號(hào)完成OFDM系統(tǒng)的時(shí)頻同步算法的基礎(chǔ)上，對(duì)訓(xùn)練符號(hào)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，提出把符號(hào)定時(shí)同步算法和載波頻率同步算法相結(jié)合的時(shí)頻同步算法完成準(zhǔn)確的OFDM系統(tǒng)的時(shí)頻同步，最后利用MATLAB進(jìn)行仿真驗(yàn)證。論文主要完成以下內(nèi)容:
　　首先，對(duì)OFDM系統(tǒng)原理和無線通信原理進(jìn)行學(xué)習(xí)，分析符號(hào)定時(shí)同步誤差和載波頻率同步誤差對(duì)OFDM系統(tǒng)造成哪些影響。為了能夠有效的減少符號(hào)定時(shí)同步和載波頻率同步產(chǎn)生的誤

4、差，提出利用訓(xùn)練符號(hào)在時(shí)域完成符號(hào)定時(shí)同步和子載波間隔小數(shù)倍的載波頻率偏移，再在頻域完成子載波間隔整數(shù)倍的載波頻率偏移，最后對(duì)載波頻率進(jìn)行補(bǔ)償。
　　其次，分析各種利用經(jīng)典的訓(xùn)練符號(hào)完成OFDM系統(tǒng)的符號(hào)定時(shí)同步算法，對(duì)各種符號(hào)定時(shí)同步算法進(jìn)行比較。在經(jīng)典的訓(xùn)練符號(hào)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，構(gòu)造出相關(guān)性能更好的訓(xùn)練序列來確定FFT窗口的位置。在AWGN信道和在城市鐵路環(huán)境中的多徑瑞利信道下，對(duì)OFDM系統(tǒng)中的各種符號(hào)定時(shí)同步算法進(jìn)行仿真驗(yàn)證。<