【摘要】：隨著無線通信技術(shù)的迅速發(fā)展,第4代移動(dòng)通信LTE (Long term evolution)技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟和走向產(chǎn)品化,多個(gè)國家的運(yùn)營商已經(jīng)全面開展了的LTE運(yùn)營。同時(shí)由于LTE技術(shù)在運(yùn)營中的突出表現(xiàn),越來越多的人開始關(guān)注LTE技術(shù)在其他領(lǐng)域的發(fā)展,民用航空通信領(lǐng)域就是其中之一。目前,在民用航空上實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信主要有兩種解決方法：一種是采用衛(wèi)星方式,由衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)地面網(wǎng)絡(luò)與民航飛機(jī)的通信；一種是利用地面專用無線基站,這種基站可以實(shí)現(xiàn)覆蓋空中的民航飛機(jī),從而實(shí)現(xiàn)地面與民航飛機(jī)的通信。衛(wèi)星通信方式比較成熟,但是衛(wèi)星通信系統(tǒng)的改裝成本非常高,且?guī)捿^窄、費(fèi)用較高,很難在民用航空中廣泛應(yīng)用。因此采用地面專用無線基站向空中民航飛機(jī)進(jìn)行覆蓋受到越來越廣泛的關(guān)注。由于LTE技術(shù)可以提供更高的下載速率,在20M帶寬下可以達(dá)到150M的下載速率,并且LTE適應(yīng)在高速移動(dòng)場(chǎng)景下的切換,因此利用第4代移動(dòng)通信系統(tǒng)LTE系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)地空無線寬帶通信具有更廣闊的商業(yè)前景。由于LTE系統(tǒng)在設(shè)計(jì)之初是按照最大能為350Km/h高速移動(dòng)用戶提供大于100kbps的接入服務(wù)而設(shè)計(jì)的,而民航飛機(jī)的飛行速度通常在800-1000Km/h,因此基于LTE的地空無線寬帶通信系統(tǒng)的技術(shù)難點(diǎn)在于如何在超高速移動(dòng)場(chǎng)景下支持高速率的數(shù)據(jù)傳輸。LTE系統(tǒng)采用的物理層關(guān)鍵技術(shù)是OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技術(shù),由于飛機(jī)在高速飛行時(shí)會(huì)對(duì)LTE系統(tǒng)帶來巨大的多普勒頻移,頻率偏移會(huì)破壞OFDM子載波之間的正交性,從而在OFDM各個(gè)正交的子載波之間產(chǎn)生互相干擾,影響解調(diào)性能。因此本文重點(diǎn)研究地空無線寬帶通信系統(tǒng)中LTE系統(tǒng)的頻偏和時(shí)偏估計(jì)。本文首先介紹傳統(tǒng)的OFDM頻偏估計(jì)算法,分析傳統(tǒng)的OFDM頻偏估計(jì)算法在LTE系統(tǒng)中能夠支持的最大頻偏估計(jì)范圍,根據(jù)理論分析和仿真結(jié)果,證明傳統(tǒng)的OFDM頻偏估計(jì)算法不能滿足地空無線寬帶通信系統(tǒng)的要求。因此本文首先提出了一種基于PRACH (Physical Random Access Channel)信道的峰值功率比的頻偏估計(jì)算法,這種頻偏估計(jì)算法能夠?qū)㈩l偏估計(jì)的范圍擴(kuò)展為[-1875Hz,1875Hz],能夠滿足地空無線寬帶通信系統(tǒng)的要求。但是該算法受噪聲影響較大,在某些頻偏范圍內(nèi)估計(jì)不準(zhǔn)確,且PRACH信道只在初始接入時(shí)終端才會(huì)發(fā)起,因此這種算法只適用于估計(jì)初始頻偏。為了保證頻偏估計(jì)的性能滿足PUSCH (Physical Uplink Shared Channel)信道的解調(diào)要求,本文還提出一種聯(lián)合的頻偏估計(jì)方法,這種方法結(jié)合基于PUSCH信道的傳統(tǒng)頻偏估計(jì)算法和本文提出的基于PRACH信道峰值功率比的頻偏估計(jì)算法,通過這種聯(lián)合的頻偏估計(jì)算法,不僅可以將頻偏估計(jì)的范圍擴(kuò)大到[-1875Hz,1875Hz],同時(shí)還能夠保證頻偏估計(jì)的精度。然后將本文提出的這種聯(lián)合頻偏估計(jì)算法應(yīng)用到LTE系統(tǒng)的頻偏估計(jì)和頻偏補(bǔ)償?shù)牧鞒讨?仿真結(jié)果表明這種算法能夠?qū)嶋H應(yīng)用于地空無線寬帶通信系統(tǒng)。在時(shí)偏估計(jì)方面,本文提出了一種時(shí)偏和頻偏聯(lián)合估計(jì)算法,這種聯(lián)合的時(shí)偏和頻偏估計(jì)方法可以降低相關(guān)運(yùn)算的計(jì)算量。仿真結(jié)果表明,與傳統(tǒng)的時(shí)偏和頻偏估計(jì)算法相比,本文提出的聯(lián)合估計(jì)算法可以降低33%的計(jì)算量,同時(shí)在低SNR下本文提出的聯(lián)合估計(jì)算法可以獲得更好的頻偏估計(jì)性能和相同的時(shí)偏估計(jì)性能。
【圖文】：

通信技術(shù)的迅速發(fā)展，第４代移動(dòng)通信ＬＴＥ邋（Ｌｏｎｇ邋ｔｅｒｍ邋ｅｖｏ山ｔｉｏｎ）技術(shù)營商廣泛采用，同時(shí)隨著ＬＴＥ技術(shù)在運(yùn)營商領(lǐng)域取得的成功．越來越多在其它領(lǐng)域的發(fā)展，民用航空通信領(lǐng)域就是其中之一。為了防止無線信，民航飛機(jī)在起飛前需要關(guān)閉手機(jī)和無線設(shè)備，但是隨著無線通信技術(shù)擾技術(shù)的提高，手機(jī)和無線設(shè)備對(duì)民航無線信號(hào)的干化幾乎可Ｌ義忽略不了在民航飛機(jī)上關(guān)閉手機(jī)和無線設(shè)備這一限制，一些發(fā)達(dá)國家和地區(qū)甚通信服務(wù)。隨著移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的曰漸普及，特別是隨著ＬＴＥ技術(shù)的迅速開網(wǎng)絡(luò)，國內(nèi)乘客尤其是長途的商務(wù)旅客希望在民航飛機(jī)上也能實(shí)現(xiàn)語發(fā)郵件等需求。逡逑民用航空上實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信主要有兩種解決方法：一種是采用衛(wèi)星方式，民航飛機(jī)的通信；一種是利用地面專用無線基站，送種基站可Ｗ實(shí)現(xiàn)覆而實(shí)現(xiàn)地面與民航飛機(jī)的通信。衛(wèi)星通信方式比較成熟，但是衛(wèi)星通信，且?guī)捿^窄、費(fèi)用較高，很難在民用化空中廣泛應(yīng)用，常被用于地面班。因此采用地面專用無線基站向空中民航飛機(jī)進(jìn)行覆蓋受到越來越廣動(dòng)通信系統(tǒng)ＬＴＥ來實(shí)現(xiàn)航線覆蓋，相比采用其他技術(shù)而言，可Ｗ提供更Ｅ技術(shù)在高速移動(dòng)方面也具有較大的優(yōu)勢(shì)，因此采用ＬＴＥ技術(shù)來實(shí)現(xiàn)地發(fā)展趨勢(shì)。逡逑

批學(xué)位論文逡逑ＷｍｇｍＭ邋ＤＯＣＴＯＲＡＬ邋ＤＫｌＳＥＲＴＡＴＩＯＮ逡逑基于ＬＴＥ技術(shù)的地空無線寬帶通信系統(tǒng)如圖１－１所示。地空無線寬帶通信系統(tǒng)采用宏蜂窩逡逑網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由地面基站、核也網(wǎng)和化載終端設(shè)備Ｓ部分組成。地面ＬＴＥ基站沿飛行航路或特定逡逑空域向高空進(jìn)行覆蓋，飛機(jī)上通過機(jī)載終端設(shè)備與地面ＬＴＥ基站進(jìn)行連接，通過地面ＬＴＥ基站逡逑和機(jī)載終端設(shè)備就能實(shí)現(xiàn)地面向氋空飛行的飛機(jī)提供寬帶無線數(shù)據(jù)傳輸通道。核也網(wǎng)是空中與逡逑地面的數(shù)據(jù)交換中也，機(jī)載設(shè)備安裝在飛機(jī)上，同時(shí)飛機(jī)上部署無線ＷＩＦＩ系統(tǒng)與機(jī)載設(shè)備相逡逑連接，這樣乘客的各種移動(dòng)終端就可Ｗ通過飛機(jī)上無線ＷＩＦＩ系統(tǒng)連接到虹ｔｅｍｅｔ。逡逑地空無線寬帶通信系統(tǒng)中ＬＴＥ基站沿著飛行航線架設(shè)，機(jī)載ＬＴＥ終端設(shè)備沿著固定航線飛逡逑行，因此地空無線寬帶通信系統(tǒng)的信道模型如圖１－２所示，，類似于３ＧＰＰ協(xié)議化．１４１網(wǎng)高速鐵路逡逑模型。逡逑Ｍ邋邐ＤＪ２邐ＤＪ２邐ＤＪ１邋Ｗ邋－——ＤＪ２邐？｜逡逑全＂邐ｉ堂＇逡逑ＢＳ邐ＢＳ逡逑圖１－２地空無線寬帶通信系統(tǒng)信道橫型逡逑在圖１－２中，Ａ／２表示基站的覆蓋半徑，在圖１－１地空無線寬帶通信系統(tǒng)框圖中，基站的逡逑覆蓋半徑點(diǎn)＞２００}0�；薇硎净竞徒K端之間的最小距離
【學(xué)位授予單位】：華中師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN929.5

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王可;;TD-SCDMA在LTE中的導(dǎo)頻設(shè)計(jì)[J];無線通信技術(shù);2007年03期

2 周程;;LTE無線資源管理技術(shù)分析[J];中國新通信;2015年23期

3 李冬玲;林平分;;LTE系統(tǒng)中物理下行參考信號(hào)的設(shè)計(jì)分析[J];電子元器件應(yīng)用;2010年09期

4 王傳東;毛艾杭;董超;王瀚冰;;網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)LTE網(wǎng)絡(luò)性能影響分析及規(guī)劃優(yōu)化應(yīng)用[J];數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用;2017年06期

5 蔣杭州;陳曉冬;;LTE物理信道容量理論分析[J];電信科學(xué);2013年S1期

6 梁素龍;;LTE中隨機(jī)接入過程的解析及工程實(shí)現(xiàn)[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2013年13期

7 侯清蓮;;3G LTE中隨機(jī)接入過程分析與仿真[J];中國新通信;2010年09期

8 李美艷;;LTE系統(tǒng)中的多天線技術(shù)[J];山西電子技術(shù);2010年02期

9 吳群英;;LTE系統(tǒng)中的多天線技術(shù)[J];電信科學(xué);2009年10期

10 張柏楊;;LTE下載速率優(yōu)化研究與案例分析[J];江蘇通信;2016年05期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 王曉亮;蔡凱;;網(wǎng)絡(luò)仿真在LTE簇優(yōu)化中的應(yīng)用[A];2014全國無線及移動(dòng)通信學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2014年

2 李建澤;;基于LTE的無線通信技術(shù)與城市軌道交通車地通信結(jié)合的研究[A];《今日軌道交通》搶鮮版2017年01月[C];2017年

3 何明;葛慧明;曾昭才;馬晨;;LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)流量研究[A];2016廣東通信青年論壇專刊[C];2016年

4 童沖;;LTE核心網(wǎng)安全性能的探究[A];2017年8月建筑科技與管理學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2017年

5 鄧安達(dá);程日濤;;新型LTE室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)對(duì)比研究[A];2014全國無線及移動(dòng)通信學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2014年

6 曹德強(qiáng);;LTE上行速率影響因素探究[A];《IT時(shí)代周刊》論文專版（第315期）[C];2015年

7 孟江濤;邢小剛;;LTE系統(tǒng)隧道覆蓋設(shè)計(jì)探討[A];2011全國無線及移動(dòng)通信學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2011年

8 郝庭基;尹長川;羅濤;劉丹譜;;LTE系統(tǒng)幀定時(shí)同步的低復(fù)雜度FPGA實(shí)現(xiàn)[A];2011全國無線及移動(dòng)通信學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2011年

9 張濤;李福昌;;LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)方案探討[A];2012全國無線及移動(dòng)通信學(xué)術(shù)大會(huì)論文集（上）[C];2012年

10 劉德斌;;淺談LTE在核電站的應(yīng)用[A];2013電力行業(yè)信息化年會(huì)論文集[C];2013年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 本報(bào)記者 王欣;驍龍820:快如閃電般的LTE[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2017年

2 ;LTE性能優(yōu)勢(shì)明顯 規(guī)模商用尚待產(chǎn)業(yè)鏈成熟[N];中國電子報(bào);2009年

3 郭田;摩托羅拉TD——LTE測(cè)試獲重要進(jìn)展[N];人民郵電;2009年

4 黃潔;華為將在比利時(shí)部署LTE網(wǎng)絡(luò)[N];人民郵電;2009年

5 記者 陳姝;華為獲歐洲最大LTE合同[N];深圳商報(bào);2009年

6 傳濤;華為贏得歐洲最大LTE商用合同[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2009年

7 黃潔;華為贏得歐洲最大的LTE商用合同[N];人民郵電;2009年

8 郭田;摩托羅拉：WiMAX與LTE將會(huì)共存[N];人民郵電;2009年

9 本報(bào)記者 周曉娟;安德魯:強(qiáng)力支撐LTE產(chǎn)業(yè)鏈[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2009年

10 顧笑冰;法運(yùn)營商與阿朗攜手建LTE網(wǎng)[N];人民郵電;2009年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 王俊;基于LTE的地空無線寬帶通信系統(tǒng)的頻偏和時(shí)偏估計(jì)研究[D];華中師范大學(xué);2016年

2 張子淇;LTE網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的信令開銷評(píng)估與終端節(jié)能優(yōu)化的研究[D];北京交通大學(xué);2016年

3 李文t

本文編號(hào)：2571842