【摘要】：集群通信系統(tǒng)作為專用無線通信網絡的一種,主要用于滿足戶外作業(yè)中統(tǒng)一指揮和生產調度等通信需求,并擁有著部署靈活、呼叫快速、故障弱化以及安全保密等特點,在航空通信、交通運輸、公共安全等大量專用通信領域得到了廣泛應用。隨著無線高速業(yè)務的快速發(fā)展,集群移動通信系統(tǒng)對寬帶多媒體業(yè)務的需求也日益增加,使得發(fā)展新一代的數字寬帶集群通信系統(tǒng)成為必然。因此在公網通信系統(tǒng)中,已經商用并趨于成熟的LTE通信標準,憑借其高速、高效及低時延等顯著優(yōu)勢,成為寬帶無線集群系統(tǒng)演進技術的不二選擇,更進一步地說,研究基于TD-LTE技術的集群通信系統(tǒng)對我國專網發(fā)展還有著特殊意義。在上述背景下,本文依托于TD-LTE寬帶無線專網的國家重大科技專項,對TD-LTE集群系統(tǒng)中的隨機接入技術進行了深入研究。首先,從TD-LTE上行物理層關鍵技術入手,重點介紹了其中的上行同步技術,并對標準協(xié)議中的物理隨機接入信道設計進行了詳細解析。然后,針對TD-LTE集群系統(tǒng)中隨機接入物理層前導信號的檢測接收算法,參考3GPP TS 36.104規(guī)范中的基本要求,對TDD模式所特有的前導格式4進行了AWGN信道與ETU 70信道下的檢測性能仿真與分析,確定了一種切實可行的檢測算法。其次,還根據前者的基本檢測原理,考慮空地集群通信中的航空場景,基于前導格式3的接入設計,針對物理幀結構優(yōu)化及檢測算法的改進給出了一些建議,并通過相應的仿真比較證明了改進方案的有效性。隨后,基于Virtex-6 FPGA芯片完成了隨機接入前導檢測算法各個FPGA模塊的邏輯設計與功能仿真,并確保仿真結果滿足設計要求。最終在MicroTCA硬件平臺上搭建了TD-LTE集群系統(tǒng)模型,以及通過測試驗證了算法實施的可行性。
[Abstract]:As a kind of dedicated wireless communication network, trunked communication system is mainly used to meet the communication requirements such as unified command and production scheduling in outdoor operations, and has the characteristics of flexible deployment, fast call, fault weakening and security confidentiality, and so on. It has been widely used in many special communication fields such as aviation communication, transportation, public safety and so on. With the rapid development of wireless high-speed services, the demand for broadband multimedia services in trunked mobile communication systems is increasing day by day, which makes the development of a new generation of digital broadband trunked communication systems inevitable. Therefore, in the public network communication system, the commercial and mature LTE communication standard, with its remarkable advantages of high speed, high efficiency and low delay, has become the best choice for the evolution technology of broadband wireless trunking system. The research of trunking communication system based on TD-LTE technology is of special significance to the development of private network in China. Under the above background, the random access technology in TD-LTE trunking system is deeply studied in this paper, which is based on the major national science and technology project of TD-LTE broadband wireless special network. Firstly, starting with the key technology of TD-LTE uplink physical layer, the uplink synchronization technology is introduced, and the design of physical random access channel in the standard protocol is analyzed in detail. Then, aiming at the detection and reception algorithm of random access physical layer leading signal in TD-LTE trunking system, referring to the basic requirements of 3GPP TS 36.104 specification, In this paper, the detection performance of AWGN channel and ETU 70 channel is simulated and analyzed, and a feasible detection algorithm is determined for the preamble format 4 of TDD mode. Secondly, according to the basic detection principle of the former, the aviation scene in air-to-ground trunking communication is considered. Based on the access design of preamble format 3, some suggestions are given for the optimization of physical frame structure and the improvement of detection algorithm. The effectiveness of the improved scheme is proved by simulation and comparison. Then, the logic design and function simulation of each FPGA module of random access preamble detection algorithm are completed based on Virtex-6 FPGA chip, and the simulation results meet the design requirements. Finally, the TD-LTE cluster system model is built on the MicroTCA hardware platform, and the feasibility of the implementation of the algorithm is verified by testing.
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN929.5

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本文編號：2446717