以蜂窝系统的出现为起点,伴随着集成电路技术、微机技术和通信技术的发展,移动通信已全面进入3G时代。第三代移动通信系统为虽然为用户提供了快速的移动数据通信速率,但是随着全球互联网的发展,人们对于网络信息和各种网络应用的需求越来越高,第三代移动通信系统所提供的移动数据通信速率也已经在一些应用中显得捉襟见肘。为了进一步提高移动通信设备的数据通信速率,3GPP开始研究下一代移动通信技术,确定将OFDMA技术和MIMO技术作为向下一代移动通信技术演进的重要方向,最终经过多年的研究和讨论提出了LTE(Long Term Evolution)通信协议,目标定位于在20MHz带宽的条件下能够达到下行100Mbps和上行50Mbps的峰值速率。
随机接入技术是移动通信系统中的一个至关重要的环节,随机接入是用户终端接入网络的必经之路,随机接入质量的好坏将直接影响到系统容量及稳定性。对LTE系统随机接入技术的研究是本文的重点。
本文介绍了LTE系统协议结构及物理层的关键概念,包括LTE系统物理层各个信道的划分、LTE数据帧格式、以及时频资源的映射问题。为后续研究LTE随机接入技术提供基础知识。
对LTE随机接入技术进行了研究,讨论了随机接入技术在LTE系统不同类型,并对LTE随机接入信道的结构进行了深入探讨,包括前导符号、前导格式、前导生成序列、频域结构及资源配置方式等。结合对上述问题的讨论,本文主要提出了一种适用于TD-LTE随机接入信道接收端的算法设计。
使用MATLAB构建TD-LTE随机接入信道系统模型,验证随机接入技术的研究结果,并对随机接入信道接收端算法的性能进行了仿真测试。在MATLAB仿真的基础上,使用MSC8156 DSP实现了LTE随机接入信道接收端,并对接收端程序在MSC8156上的运行性能进行了分析,最后对接收端DSP程序的随机接入信道接收端算法性能进行了测试,测试结果表明DSP程序能够满足TD-LTE随机接入信道的要求。
