课题研究内容

主要研究了LTE的FDD模式下随机接入前导序列信号的产生，接收过程以及检验算法，然后通过MATLAB仿真的到仿真结果，最后对其仿真结果进行合理分析。

本论文主要关注的是LTE的FDD（频分双工）的随机接入过程进行深入研究。首先，本文介绍了LTE技术的背景和LTE系统的要求和LTE的技术优势。然后，总结了随机接入的概念，随机接入的目的和过去的通信标准接入原理，以及LTE随机访问分类和使用的详细描述。紧随LTE-FDD之后PRACH（随机接入信道）发射具体详细介绍接入信号的生成过程和对应LTE-FDD多径衰落信道模型的设计用于LTE信号传输的瑞利衰落信道模型；对于LTE-FDD PRACH的接收机，例如什么是前导码序列的接收和检测，特别是由多普勒频移产生的“伪峰值”信号，提高峰值检测固定阈值的方法，除了上述贡献之外，还有三部分针对MATLAB（矩阵实验室）的发送，接收和接收通道，矩阵实验室设计整个系统模型，与3GPP（第三代合作伙伴项目）严格一致，对LTE - FDD的定义，系统参数可以自由分配，最后根据该模型，按照LTE-FDD测试的要求，利用不同的配置参数来进行PRACH系统的整体仿真，以验证信号发生模块，信道设计和接收机检测模拟的可靠性也被模拟。

结果表明，设计的LTE-FDD中 PRACH仿真模型，特别是瑞利衰落信道模型对于实际的eNB基站的设计，具有特别重要的实际指导意义，可以有效缩短设计和调试的周期，同时半动态阈值检测算法可以使PRACH信号的检测性能得到大幅度提高。

本论文具体各章内容如下：

第一章：绪论，主要讲述了LTE系统的背景，为后文研究随机接入做了一个大铺垫。

第二章：介绍LTE中的随机接入技术，与前期2G,3G系统作对比，表现LTE技术的异同点，同时指出如何选取LTE随机接入技术的优缺点，讲述了它的应用场景，最后介绍了定时提前量的作用及原理。

第三章：主要介绍PRACH时域与频域的配置情况，介绍如何生成前导序列及基带信号，可以说第三章为信号的产生做了理论依据。

第四章：分析了目前LTE-FDD面临的恶劣环境，根据当前环境设计相对应的方案来解决问题，提出瑞利衰落信道模型。并对不同的情况进行仿真，最后对仿真结果进行具体分析。

第五章：对本论文做了一个大体的总结分析，并且对后续的研究做了相关展望。

本论文主要研究LTE-FDD PRACH信号的生成、传输，接收和检测的全过程计算，包含其通道条件的模拟系统模型，提高峰值检测算法。全仿真模型具有流程化，可配置性，模块化和严格遵守3GPP标准的优点。需要实现eNB基站有很大的引导作用。

在本文中，采用多种不同的仿真配置参数来模拟PRACH仿真模型，这多个配置参数包含不同的前同步码格式，不同的通道条件和速率场景模式，可以通过分析来发现结论其实表明了该系统仿真模型的稳定性，并且验证了检测算法的可靠性及其检测性能也完全满足3GPP要求的水平，甚至不同的配置，其错误检测率和误报概率都留有一定的余量，为设计和实现提供了足够的错误空间。另外还使用了两组仿真配置参数使用半动态阈值算法和固定阈值法比模拟，其仿真结果也得到充分验证，使用半在动态阈值算法之后，系统的假警报概率和虚警概率均优于固定阈值法。并使用半移动状态阈值算法可以有效减少工作量，提高系统的适用性和灵活性。