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随着移动互联网和移动通信技术的飞速发展,3G移动通信系统已经不能满足广大用户的需求。在3G三大国际技术标准WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA都选择LTE/LTE-Advanced作为下一阶段的演进方向后,LTE-Advanced毫无疑问的将一统4G移动通信市场。由于LTE-Advanced中采用了以OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,正交频分复用技术)为基础的多址复用技术,故而对时间偏移非常的敏感,需要依靠同步技术对时间偏移进行消除,否则将造成严重的符号间干扰和载波间干扰,最终导致通信失败。本文主要研究了LTE-Advanced系统中MAC(MediumAccessControl,媒体接入控制)层同步的实现方案和同步/失步的判定方案,并用MATLAB平台代码实现了MAC同步功能和改进同步方案的仿真验证工作。
本课题主要来源于本人在烽火虹信通信技术有限责任公司LTE事业部2年实习期间从事的相关工作。本文主要工作如下:
(一)本文研究了LTE-Advanced系统的MAC层同步技术的实现方案,并在现有方案的基础上,提出新的MAC层同步方案。本文对OFDM符号CP(CyclicPrefix,循环前缀)的特性做了深入研究,并据此对eNodeB(基站)和UE(UserEqmpment,用户设备)的上下行定时关系做出调整,使eNodeB译码端对上行数据的负时偏有了抵抗能力,提高了系统的可靠性,降低了系统BLER(BlockErrorRatio,误块率);对TA(TimingAdvance,时间提前量)和发送策略上做出了改进,有效降低了TA的发送频率,避免TA因反复发送而容易造成的错误,减少了不必要的系统信令开销;采用对最近5个TA值做平滑的处理手段,降低了UE使用错误TA的概率;在eNodeB端设计了一个定时器,用于对timeAlignmentTimer定时器进行控制,有效降低了因timeAlignmentTimer定时器非失步原因超时而造成失步的可能性。
(二)本文对LTE-Advanced系统上行同步/失步判定方案进行深入研究,并根据协议规定和实际需求在现行方案的基础上提出了新的LTE-Advanced系统上行同步/失步判定和上行失步后的处理方案。对现行只依靠SINR(SignaltoInterferenceplusNoiseRatio,信干噪比)来做失步判定的方案做了改进,引入了CRC(CyclicRedundancyCheck,循环冗余校验)结果,提高了判定的准确性;设计了完整可靠的UE失步后的处理方案,能使UE在需要时能顺利重返同步状态。
(三)用基于MATLAB平台的代码实现了LTE-Advanced系统MAC层同步的功能,并对MAC层同步方案进行了仿真验证工作。经过六种不同场景下的仿真结果证实,改进方案在信道中无突发大时偏的条件下性能相比传统方案略有增益,在信道中有突发大时偏的条件下性能明显优于传统方案。
本方案性能已经过实习单位协议栈部门和测试部门验证,将应用于生产的设备中。