论文总字数：23583字

摘 要

本文研究了超高速飞行器的通信装置与基站间无线通信的初始接入技术，主要仿真了初始小区搜索中的同步过程。

首先，以LTE技术为基础，根据终端在高速运动环境下产生剧烈衰落和时延的特点采用了计算较为简便同时保证序列良好自相关特性的序列产生方法分别产生主同步序列PSS和辅同步序列SSS。

其次，为了仿真实际环境下信号传输环境，使用了一个可根据运动环境切换瑞利衰落和莱斯衰落的多径信道模型，模拟高速移动和多普勒频移在载波中心频率处带来的大尺度衰落。

最后，在小区搜索同步过程中，首先根据PSS序列良好的相关特性采用一种能够抵抗较大多普勒偏移且计算复杂度较低的相关检测算法，检测出PSS序列起始位置和对应小区编号，并估计出大致的频偏FCFO；在对接收信号进行补偿后，使用基于非相干分块和相关函数计算的SSS检测算法检测SSS序列并获得小区编号的剩余部分，并根据接收到的SSS和PSS序列估计出剩余频偏RCFO。对接收信号进行第二次频偏补偿后进行PBCH信道估计。

关键词：FDD-LTE 小区搜索 同步 PSS检测 SSS检测 频偏估计

INITIAL ACCESS TECHNOLOGY IN WIRELESS COMMUNICATION OF ULTRA-HIGH-SPEED LOW-ALTITUDE AIRCRAFT

Student: Fei Mo

Supervisor: Haiming Wang

Abstract

This paper studies the initial access technology in wireless communications between the aircraft with movement speed of 1800km/h and the ground base station.mainly simulating synchronization process in initial cell search.

First, based on LTE technology, the paper chooses generation methods of primary PSS and SSS sequence with low calculate complex as well as ensuring good self-correlation properties. These sequences are adapted to the dramatic decline and delay in high-speed motion of the terminal.

Secondly, in order to simulate the actual environment of the signal transmission environment, the paper creates a multiple channel model in which the use of a Rayleigh fading and Rice fading environment is switched according to the velocity of the terminal. The channel model is able to simulate high-speed mobile environment and Doppler shift in the center frequency which brings large scale fading.

In the cell search synchronization process, firstly the paper choose low computational complexity associated detection algorithms according to the good correlation properties of PSS sequence to get the starting position and cell number. The algorithm can defense Doppler shift to some degree. At the same time, the approximate frequency offset FCFO is estimated. After the received signal is compensated, the paper uses SSS sequence detection algorithm based on the calculation of non-coherent block and related functions to get the remaining cell number. Finally, based on the received PSS and SSS sequences, residual frequency offset RCFO is estimated. Channel estimation is conducted after the frequency offset of received signal is compensated.

Keywords: FDD-LTE, cell search, synchronization, PSSamp;SSS detection

目 录

摘要 3

Abstract 4

目 录 5

第一章 绪论 7

1.1 移动通信发展概述 7

1.2 LTE技术研究现状 8

1.3 本文主要工作 10

第二章 无线信道 11

2.1 简介 11

2.2 无线信道仿真 12

2.2.1 多径时延仿真 12

2.2.2 瑞利衰落仿真 13

2.2.3 莱斯衰落仿真 14

2.2.4 多普勒频移 16

第三章 LTE下行同步方案 17

3.1 简介 17

3.2 LTE下行同步 17

3.2.1 帧结构 17

3.2.2 PSS序列 18

3.2.3 SSS序列 21

3.2.4 PBCH信号 24

3.2.5 训练序列 25

第四章 LTE小区搜索 27

4.1 PSS检测算法 27

4.2 FCFO估计算法 31

4.3 SSS检测算法 31

4.3.1 分块相关检测 31

4.3.2 差分相关检测 37

4.3.3 SSS检测算法改进 39

4.4 RCFO估计 42

第五章 LTE小区搜索仿真及分析 44

5.1 算法流程 44

5.2 序列和帧结构 45

5.3 多径衰落信道建模 45

5.4 检测算法仿真 46

5.5 仿真结果 46

致谢 52

参考文献 53

绪论

移动通信发展概述

移动通信指移动用户之间，或者移动用户与固定用户之间所进行的数据传输过程。1897年，马可尼就在赫兹试验的基础上完成了无线通讯实验，证明了无线通讯方式在移动物体间的可行性；然后，随着社会的发展和科技的进步，人们越来越希望能够随时随地的与另一方进行信息交流，因此到20世纪80年代，移动通信因为其灵活便捷的特点得到前所未有的关注和发展。

第一代移动通信技术以模拟蜂窝网络为主要特性，其中比较典型的标准有北美的AMPS、欧洲的TACS，另外还有北欧的NTM和日本的HCMTS。因为以基本的语音电话通信为主要业务，这一代通信技术频谱利用率低、保密性比较差，终端要实现小型化、低功耗的难度比较大。第二代移动通信技术的主要特征是数字化，使用的是数字式蜂窝移动通信，其中具有代表性的技术有欧洲的时分多址（TDMA）GSM技术、北美的码分多址(CDMA)IS-95系统，以及日本的PDC技术等。与第一代移动移动通信系统相比，第二代技术在多址方式、编码技术、调制技术、接收技术方面有了很大的提高，同时保密性和频偏利用率都得到了提高，能提供更丰富的业务，但是仍然主要针对语音通信。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：23583字