4G无线通信系统同步信道FSTD分集的设计与仿真

目录摘要..................................................................................................................................................2关键词..............................................................................................................................................2一、绪论...........................................................................................................................................3（一）研究背景.......................................................................................................................3（二）概念...............................................................................................................................3（三）原理及技术...................................................................................................................5二、分集技术...................................................................................................................................6（一）分集技术的分类...........................................................................................................7（二）常用的分集方式...........................................................................................................9三、LTE物理层技术......................................................................................................................14（一）基本传输技术和多址技术.......................................................................................14（二）“宏分集”之争...................................................................................................16（三）帧结构和系统参数设计...........................................................................................16（四）其他物理层设计...................................................................................................18（四）空中接口协议结构和网络架构.................................................................................23四、802.16m系统SCH功能..........................................................................................................25（一）SCH结构......................................................................................................................25五、PA设计....................................................................................................................................29（一）时间同步算法.............................................................................................................29（二）PA序列设计，序列特性............................................................................................31（三）PA序列检测，差分检测，整数频偏估计................................................................34（四）16m系统的PA序列设计............................................................................................35六、总结.........................................................................................................................................36参考文献.........................................................................................................................................38摘要第四代无线通信系统——4G与现有的无线通信系统相比，不但应提供更高的音声质量和更快比特速率的数据服务，而且必须能在不同类型环境下进行可靠工的作，如宏蜂窝、微蜂窝和微微蜂窝的环境，城市、城郊和农村，室内和室外等。随着技术的发展与应用，现有移动电话网中手机的通话质量还在进一步提高。数据通信速度的高速化的确是一个很大优点，它的最大数据传输速率达到100Mbit/s，简直是不可思议的事情。另外由于技术的先进性确保了成本投资的大大减少，未来的4G通信费用也要比2009年通信费用低。本文研究工作对4G移动通信系统的设计具有一定的参考价值。随着移动通信和无线因特网需求的不断增长，越来越需要更加先进的天线传输技术。高速无线通信系统设计的一个最直接的挑战就是克服无线信道带来的频率选择性衰落。MIMO技术作为4G通信系统的一项关键技术，在移动通信系统中得到越来越广泛地应用。本文结合空间分集在移动通信中的实际应用的具体需求，系统地研究了空间分集及其性能分析方法，针对其中空间分集合并技术的实用性问题，提出了发射分集方案。关键词无线通信系统OFDM系统MIMO的基本原理分集技术一、绪论（一）研究背景中国移动通信集团总公司总工程师李默芳说:“世界移动通信业务在过去20年间(或者30年间)增长了80多倍，而各种移动通信技术,例如2G，3G，WLAN等又以惊人的速度发展着，日新月异的通信技术不断提高人们的生活质量：从传统大功率的单独的基站系统到蜂窝移动系统，本地覆盖到区域覆盖的转换，到现在的全国覆盖，进一步并实现了国内甚至国际漫游，从提供话音业务到提供包括低速数据综合业务,典型例子就是视频通信,手机WAP网站，从模拟移动通信系统(AM,模拟电视)到数字移动通信系统(2G，3G，TD.LTE)„„正在商业化的3G技术和正在研究的下一代移动通信技术(TD.LTE)正在实现,或者已经实现了,即任何人在任何地方任何时间与其他任何人进行任何方式的通信。”在大多数环境中，天线分集是实际有效，并广泛应用于降低多径衰落效应的技术。在发射端和接收端同时增加天线，每一个发射天线发送一个独立信号，就形成天线分集通信系统——多入多出（MIMO）通信系统。MIMO通信系统的核心思想是空时处理。在这个处理中时间和固定的空间中有多个分布天线的空间维数相匹配。关键特征是把传统无线传输的障碍，即多径效应，转变为有利于信道容量的能力，利用随机衰落和多径时延分布来增大传输速率。（二）概念1、4G移动通信网4G最大的数据传输速率超过100Mbit/s，这个速率是移动电话数据传输速率的1万倍，也是3G移动电话速率的50倍。4G手机可以提供高性能的汇流媒体内容，并通过ID应用程序成为个人身份鉴定设备。它也可以接受高分辨率的电影和电视节目，从而成为合并广播和通信的新基础设施中的一个纽带。此外，4G的无线即时连接等某些服务费用会比3G便宜。还有，4G有望集成不同模式的无线通信－－从无线局域网和蓝牙等室内网络、蜂窝信号、广播电视到卫星通信，移动用户可以自由地从一个标准漫游到另一个标准。4G通信技术并没有脱离以前的通信技术，而是以传统通信技术为基础，并利用了一些新的通信技术，来不断提高无线通信的网络效率和功能的。如果说3G能为人们提供一个高速传输的无线通信环境的话，那么4G通信会是一种超高速无线网络，一种不需要电缆的信息超级高速公路，这种新网络可使电话用户以无线及三维空间虚拟实境连线。4G通信技术并没有脱离以前的通信技术，而是以传统通信技术为基础，并利用了一些新的通信技术，来不断提高无线通信的网络效率和功能的。如果说3G能为人们提供一个高速传输的无线通信环境的话，那么4G通信会是一种超高速无线网络，一种不需要电缆的信息超级高速公路，这种新网络可使电话用户以无线及三维空间虚拟实境连线。与传统的通信技术相比，4G通信技术最明显的优势在于通话质量及数据通信速度。然而，在通话品质方面，移动电话消费者还是能接受的。随着技术的发展与应用，现有移动电话网中手机的通话质量还在进一步提高。数据通信速度的高速化的确是一个很大优点，它的最大数据传输速率达到100Mbit/s，简直是不可思议的事情。另外由于技术的先进性确保了成本投资的大大减少，未来的4G通信费用也要比2009年通信费用低。4G通信技术是继第三代以后的又一次无线通信技术演进，其开发更加具有明确的目标性：提高移动装置无线访问互联网的速度--据3G市场分三个阶段走的的发展计划，3G的多媒体服务在10年后进入第三个发展阶段，此时覆盖全球的3G网络已经基本建成，全球25%以上人口使用第三代移动通信系统。在发达国家，3G服务的普及率更超过60%，那么这时就需要有更新一代的系统来进一步提升服务质量。2、OFDM系统正交多载波调制是一种高效的数据传输方式，通过串并变换将高速数据流分散到多个正交的子载波上传输。其主要思想是：在频域内将给定的数据信号转换成并