5G系统小区搜索PSS定时同步方法

针对5G主同步信号检测对频率偏移异常敏感导致移动通信系统无法实现精确的定时同步问题，提出了差分与快速频域相关联合检测算法。该算法首先对本地信号和接收信号进行差分处理，以降低频偏影响；其次基于快速频域相关算法，将时域互相关转换为频域相乘运算，降低计算复杂度；最后通过比对相关峰值检测同步点。算法分析和仿真结果表明，在频偏较大的条件下，改进算法可精确、快速地检测同步点。相比于传统互相关算法，该算法的运算复杂度降低了89.99%，频偏值为0.6时，正确检测概率接近0.9。     

LTE系统中一种低复杂度的PSS定时同步算法

研究了长期演进技术(LTE)系统下行链路中的 PSS定时同步。针对传统 PSS定时同步算法将接收信号与本地 PSS 信号在时域进行匹配滤波,计算复杂度较高的问题,提出了一种分段频域相关算法。该算法将接收时域数据分段做 FFT,转换到频域进行相关检测。多径信道下仿真结果表明,选择分段间隔为512时,所提算法与传统算法相比,在保证同步性能相当的情况下,可大大降低计算复杂度(约94%)。     

卫星5G通信抗干扰时频同步算法

为了提高卫星通信系统的抗干扰和抗频偏能力,提出了一种在5G物理层波形中融入扩频技术的传输波形设计方案和辅同步信号（Secondary Synchroniztion Singnal,SSS）辅助主同步信号（Primary Synchronization Signal,PSS）多步联合抗干扰时频同步算法。该算法的实现分为3步：首先采用SSS辅助PSS二维时间同步得到粗同步点;然后根据粗同步点进行整数倍和小数倍频偏估计与补偿,其中小数倍频偏估计分为PSS扫频粗频偏估计和SSS辅助PSS互相关精频偏估计;最后对频偏补偿后的接收序列再次进行精时间同步和频偏补偿。仿真结果表明,所提设计方案和同步算法可以抗干信比为12 dB的干扰,并且在低信噪比下的性能优于传统算法。     

5G NR的小区搜索改进算法

5G NR时代对速率、容量和用户体验都有更高的要求。在5G NR物理层中,小区搜索是不可或缺的过程。小区搜索主要包括主同步信号(primary synchronization signal,PPS)检测算法以及辅同步信号(secondary synchronization signal,SSS)检测算法。传统PSS检测算法和SSS检测算法已无法满足5G NR各项指标的基本需求。为了解决这一问题,在传统M分段互相关检测算法基础上提出了改进PSS检测算法。当信道环境恶劣时,传统SSS检测算法也将失效,提出的改进SSS检测算法可以解决此问题。最后,对传统算法和改进算法进行仿真对比分析。仿真结果表明,改进算法的检测性能明显提升,检测效率和整体性能也提高了。     

LTE系统中基于PSS的抗大频偏和噪声的同步方法

传统的同步算法是将接收到的数据与本地的PSS进行相关,它的同步效果较好但是抗频偏能力很差。利用PSS信号在时域结构的对称性对接收到的半帧数据进行63点的相关运算,获取估计疑似同步位置,然后对各个疑似同步位置进行滑动相关得同步位置。同时,对多个无线帧的接收信号在高斯信道和LTE多径信道中分别进行了仿真,结果表明本文算法在性能和抗频偏能力方面较传统的算法有了明显的提高。     

LTE系统中一种串行的整数倍频偏和扇区检测算法

在LTE系统中,用户终端( UE )在开机后首先会进行小区搜索。针对传统的小区搜索方案中整数倍载波频偏( ICFO)和扇区ID是通过利用主同步信号( PSS)进行联合检测这一问题,提出了一种串行的整数倍频偏和扇区ID估计算法。该算法利用PSS的对称性,将ICFO和扇区ID进行分开检测,通过对接收的频域PSS进行归一化差分相关,消除了信道的影响,从而增强了检测性能。将联合估计算法和提出的串行估计算法进行仿真对比,结果表明提出的算法相较于传统方法可以取得更好的检测精度,并且运算复杂度仅为传统方法的1/3。     

一种5G NR系统PSS叠加分段的定时同步算法

对于第三代合作伙伴计划(The 3rd Generation Partnership Project,3GPP)中的5G新空口(New Radio,NR)系统,同步信号检测算法的计算非常复杂,根据主同步信号的特性,提出了分段互相关与对应叠加的联合检测算法.该算法只对接收信号进行一次与本地主同步信号(Primary Sy...     

4G系统中数字AGC技术研究与FPGA实现

在4G无线通信系统中,需要自动增益控制 (Automatic Gain Control,AGC) 模块来扩大接收机的动态范围,同时保证系统响应时间。提出了一种基于4G下行同步码平均功率检测的数字AGC算法,在同步信号的控制下,此算法运用滑动窗方法在一定时间内来提取相关运算平均功率的最大值,然后在查找表内查找出此时的控制字,最后经过运算后送入数控衰减器。此算法运用MATLAB进行仿真验证,然后在FPGA内进行了设计与实现。测试结果表明,该算法功能正确,且系统响应时间快速。     

基于5G系统的随机接入前导检测算法

针对已有的随机接入前导算法存在难以在实际基站中实现以及算法运算量大的缺点,文章提出了5G随机接入前导检测算法。首先将接收到的信号经过发送端的逆过程处理得到频域前导,然后生成频域ZC序列并进行分组,将各个组内频域ZC序列相加并与频域前导相关,最后通过设置阈值来检测前导序列,利用多天线分集梳理修改相对阈值的累积分布函数,根据相对检测阈值确定绝对检测阀值,即相对检测阈值与时变噪声电平的乘积。仿真结果表明,与频域固定阈值前导检测算法相比,在加性高斯白噪声信道中,所提算法的正确检测概率性能提升了1 dB;在节拍延迟线(TDLC300-100)信道中,所提算法的正确检测概率性能提升了2 dB。     

LTE系统中小区搜索定时同步算法研究

介绍了LTE系统主同步信号的产生,提出了一种新的符号定时同步算法。利用主同步信号在时域具有镜像对称的特性,结合分段相关同步算法的优点,以及对接收端信号进行累积处理的方法,有效地提高了算法的抗频偏性能和同步性能。同时,将3组本地PSS序列相加后在与接收信号序列进行互相关,有效地减小了算法的运算量并能快速实现下行定时同步。理论分析和仿真实验结果表明,所提出的算法在AWGN信道下具有良好的性能,能够满足LTE系统对同步性能的要求。     

5G卫星通信系统频偏估计算法

卫星通信系统中存在的大的多普勒频偏严重影响着系统的性能.为了提高频偏估计的性能,基于5G NR帧结构和同步信号,提出新的利用级联积分梳状(Cascaded Integrator Comb,CIC)滤波器插值的小数倍频偏估计算法.该算法分两步实现小数倍频偏估计:首先,利用结构简单、运算快速的CIC滤波器对接收主同步序列(...     

Frequency synchronization for TD-LTE-A downlink receiver

A high accuracy frequency synchronization method is proposed for the 3rd generation partnership project (3GPP) long term evolution advanced (LTE-A) downlink receiver in time division duplexing (TDD) mo...     

Synchronization of MIMO OFDM systems by perfect complete generalized complementary orthogonal loosely synchronous code groups

This article proposes a time/frequency synchronization algorithm in the multiple input multiple output (MIMO) systems, in which the perfect complete generalized complementary orthogonal loosely synchronous code groups are used as the synchronization sequence. The synchronization algorithm is divided into four stages: 1) synchronization in time domain by signal autocorrelation; 2) synchronization in frequency domain by fast Fourier transform (FFT); 3) multipath dissociation using coherent detection and fine time synchronization; 4) fine frequency offset estimation by phase rotation. As per the perfect complete generalized complementary orthogonal loosely synchronous code groups, the cross-correlation and out-of-phase auto-correlation for any relative shift between any two codes is always zero. This ideal property makes the time/frequency synchronization algorithm simple and efficient. The simulation results show that even in the multipath fast fading channel with low signal noise ratio (SNR), the MIMO system can get synchronized both in the time domain and frequency domain with high stability and reliability.     

Optimization and efficient detection of primary synchronization signal for multi‐beam satellite‐LTE systems

A new design of primary synchronization signal (PSS) sequences and an efficient detection algorithm for multi‐beam satellite long‐term evolution (LTE) systems are investigated in this paper. First, a transmit‐timing adjustment method is proposed to reduce the large time difference of arrival of received signals from different satellites. Then, using the particular subcarrier mapping scheme of LTE, original Zadoff–Chu sequences are generalized to obtain more candidate sequences with good correlation properties. Later on, choosing an optimal subset from these candidate sequences, new PSS sequences for seamless global coverage multi‐beam satellite‐LTE systems are obtained. Subsequently, an efficient synchronization and low complexity PSS detection algorithm using interference cancellation method is presented. Finally, simulation results verify the effectiveness of the proposed scheme. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.