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采用OFDMA作为多址接入技术的LTE(Long Term Evolution)系统,具有很高的数据传输速率和频谱效率,被看作为准“4G”技术。但OFDM技术在小区边缘进行同频覆盖,具有很大的小区间干扰,同频组网成为LTE的一个难题。为此,北京大学无线通信实验室设计了一种混合多址接入(Hybrid MultipleAccess,HMA)通信系统,在小区中心用OFDM覆盖,在小区边缘用CS-CDMA覆盖,综合了OFDM和CDMA的优势,既能保证高的数据传输速率,又能同频组网。
本文首先介绍了HMA系统,和其能够实现同频组网的关键技术-CS-CDMA技术、导频设计和同步设计。介绍了HMA系统的设计参数和帧结构,介绍了为验证HMA算法所设计的链路级算法仿真平台。
本文重点分析了HMA的同步算法。对于时间同步算法,首先比较了SC算法、Minn算法、Park算法,综合分析之后,本文选择了SC算法作为HMA系统的时间粗同步算法,分析了SC算法的性能,推导出可以利用同步峰值估计系统的SNR。并根据实际测试情况,对SC算法进行了修正。
传统的整数频偏算法采用了基于频域的自相关算法和互相关算法,这些算法受衰落信道和小区间干扰的影响比较大,不适合于HMA的宽带系统同步。本文给出了HMA系统基于时域互相关的整数频偏和时间精同步联合估计的算法。
最后,本文给出了HMA硬件系统的设计框架,设计参数和硬件测试场景。分别测试了单基站和多基站下的同步性能,并分析了测试结果。发现HMA系统中相邻小区的同步信号对本小区的粗同步结果有一定的增强效果,且不会对精同步造成干扰,和理论分析结果相符。不存在整数频偏,小数频偏估计值和硬件设备标称值相符。