【摘 要】
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随着移动通信和无线物联网技术及应用的迅猛发展,商业、医疗以及公共安全等领域都对面向终端与节点设备的LBS产生了广泛的需求。由于具有在复杂NLOS场景下实现较为准确定位的突出性能特点,无线终端的指纹定位技术已成为移动通信技术学术界近年来的研究热点。根据基于多站LTE终端指纹定位技术与系统研发目标及任务的规划安排,论文主要就LTE上行接收系统的设计与实现开展了具体研发工作,为研发目标系统获取高质量的终
【基金项目】
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东南大学移动通信国家重点实验室“大规模无线定位”自主研究项目;
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随着移动通信和无线物联网技术及应用的迅猛发展,商业、医疗以及公共安全等领域都对面向终端与节点设备的LBS产生了广泛的需求。由于具有在复杂NLOS场景下实现较为准确定位的突出性能特点,无线终端的指纹定位技术已成为移动通信技术学术界近年来的研究热点。根据基于多站LTE终端指纹定位技术与系统研发目标及任务的规划安排,论文主要就LTE上行接收系统的设计与实现开展了具体研发工作,为研发目标系统获取高质量的终端指纹信号信息提供支撑,主要的包括:(1)针对终端指纹定位的实际应用场景特点,给出了基于射线跟踪模型方法所生成应用系统无线信道仿真模型。为了解决高延时多径信道下接收系统符号同步精度问题,针对LTE-A上行物理层协议标准提出了一种粗同步和细同步相结合的接收符号同步算法,其采用基于峰值检测的DMRS滑动相关窗来实现粗同步,细同步则是通过采用改进多符号差分CP的同步算法来补偿多径延时对粗同步造成的影响,通过与相关算法的仿真比较分析表明所设计同步方案能使接收系统的整体同步性能得到有效提升。(2)通过对LS、MMSE以及变换域等经典信道估计算法的综合分析,针对项目系统功能技术特点,及其对算法精度与技术实现可行性的要求,采用了基于对称扩展的DFT信道估计算法,并引入DWT算法以解决对称扩展DFT算法在能量集中区间的噪声以及因导频数量过少所导致的估计结果恶化问题,DWT中通过对高频小波系数设定阈值去噪来进一步提高了信道估计的精度。在此基础上,将改进后信道估计所得到的导频位置处CFR通过矩阵变换进而得到指纹信息ADCPM矩阵。经过仿真验证,所设计信道估计方案可以改进能量集中区间的去噪性能,以及不同导频数量下信道估计的稳定度,满足接收系统输出高质量指纹信息的需求。(3)基于USRP N310硬件平台,并应用GNU Radio开展了接收系统的具体实现设计与开发。根据GNU Radio体系框架,对接收系统的符号同步、信道估计及DMRS生成等模块进行了包括OOT模块、Flow graph等的设计以及关键算法代码SSE优化,并对所实现的接收系统进行仿真实验验证,结果表明接收系统功能模块的实现达到了功能与性能目标,为多站终端指纹定位系统研发的实施与实现奠定了较为坚实的基础。
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