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精品论文 参考文献 LTE系统中上行协同技术研究 赖旭贤 　　珠海银邮光电信息工程有限公司 　　摘要：文章首先简要分析了LTE的技术背景及其主要目标，并在此基础上对LTE系统中上行协同技术进行论述。期望通过本文的研究能够对边缘用户上行吞吐量的提升有所帮助。 　　关键词：LTE；上行；协同技术 　　1LTE的技术背景及其主要目标 　　1.1LTE技术背景 　　随着3G技术的发展与应用，移动通信的功能得到了拓展，使得联网游戏、上网冲浪、远程办公等不再受地点和环境的限制。为了给用户带来更加优质的移动通信服务，必须运用LTE系统实现传输速率的大幅度提升。LTE由无线接口和无线网络结构部分构成，该技术以UTRA和UTRAN为基础，在物理层上行传输采用峰均比较低的单载波方案SC-FDMA（单载波）技术，下行传输采用OFDMA（正交频分多址）技术。LTE技术是对包括核心网在内的全网演进，在网络结构方面要减少网络层次、降低数据传输时延和呼叫建立时间，既要提高吞吐量和频谱利用率，满足实时业务需求，又要降低运营成本，提高全网运行效率。 　　1.2LTE系统的主要目标 　　1.2.1在20MHz的频谱带宽条件下，大幅度提高峰值速率，即下行峰值速率达到100Mbps，上行峰值速率达到50Mbps。 　　1.2.2降低传输时延，使用户单向延迟不超过5ms，控制平面从睡眠状态、驻留状态切换到激活状态分别不得超过50ms、100ms。 　　1.2.3提高用户吞吐量，使得上行平均用户吞吐量可以达到3GPP R6增强型上行链路的2倍以上，下行达到3GPP R6 HSDPA（高速下行分组接入）的3倍以上；提升频谱效率，使得上行频谱效率可以达到3GPP R6增强型上行链路的2倍以上，下行频谱效率达到3GPP R6 HSDPA的3倍以上。 　　1.2.4扩大系统的覆盖范围，使其能够覆盖半径为100km的小区。同时，满足2.5MHz、5MHz、15MHz、20MHz等多种宽带的配置需求，支持成对或非成对频谱分配。 　　2LTE系统中上行协同技术 　　2.1LTE上行协同前导序列 　　在LTE系统当中，上行协同前导序列主要是由一个复数序列组成，该序列可用包含CP（循环前缀）的SC-FDMA符号表示，由此可知，上行协同前导序列的接收以及前期处理与其它上行数据非常相似。CP则由有SC-FDMA符号的尾端Copy到前端组成，在SC-FDMA符号后，还包括一个GT（保护时间间隔），序列与GT共同构成了PRACH时隙间隔。假定UE（用户设备）与eNodeB间存在一个由RTD（实时动态码相位差分技术）和延迟扩展引起的时间差时，因信号的延迟，eNodeB接收到的信号将不是UE发送出来的上行协同前导序列，而在CP的作用下，eNodeB将会接收到一个原上行协同前导序列经循环右移之后的信号。在这一过程中，GT会为序列末端提供保护时间，可以防止延迟后的序列叠加到下一个SC-FDMA符号上，从而引起信号之间的相互干扰问题。为了便于研究，下面以小区边缘的UE极端情况为例，在该前提下，UE的RTD值及时延扩展值均为最大，其上行时间与eNodeB的上行时间的差为二者之和，想要确保序列在eNodeB接收端依然为原序列的循环右移信号，那么CP的长度应当满足： 。为了避免CP对其它UE数据的干扰，GT的长度则应当满足： 。此外，LTE系统的性质决定了序列的持续时间 。在LTE协议当中，对最大的小区覆盖半径及最大的时延扩展进行了明确规定，分别为100km和16.67us，由此可知，小区覆盖率对 值的选取具有一定影响，同时， 还受上行协同前导系列造成开销的限制，即 值越大，序列占用LTE系统上行物理资源就越多，开销也就越大。LTE协议给出了5种随机接入上行协同前导序列的格式，如表1所示。 　　表1 LTE上行协同前导序列格式 　　表1中的每一种格式均为前导序列的持续时间及CP定义，而GT则可对剩余的时间进行使用。 　　2.2LTE上行协同技术接收端结构 　　由于LTE上行协同前导序列通过SC-FDMA方式进行发送，使得接收端的构成与其发送端截然相反，所以必须利用SC-FDMA信号获取发送端ZC序列的信息，协同完成任务。在接收到UE端发送的序列后，先利用射频、A/D对序列进行处理，将其转换为串行基带复信号带入接收端基带系统，在进行序列去除、串并转换、载波选择、获取复序列频域值等一系列操作后，得到序列的功率时延谱PDP，并进入PDP分析阶段。PDP中同步峰位置的变化可反映出序列的延迟状况，相对于ZC序列循环移位而言，PDP中同步峰的移位对应UE上行时间，即eNodeB的时间延迟。在天线接收端较多的条件下，因天线之间的距离小于UE与eNodeB的距离，所以可认为每个天线接收端所接收到的噪声是互不干扰的，这