文稿成果匯總

1、摘 要社會，隨著互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展壯大，網(wǎng)絡(luò)已成為人類生活日常中不可或缺的一部分，這些主要體現(xiàn)在現(xiàn)如今對無線網(wǎng)絡(luò)，智能的使用上面?？萍荚谶M步，網(wǎng)絡(luò)也從當年的 2G，發(fā)展為 3G，乃至術(shù)和 4G 技術(shù)之間的過渡技術(shù)L的 4G，本篇所要講述的就是 3G 技TE 不是大眾認為的 4G 技術(shù)，而是 3.9G，它主要改善了 3G 技術(shù)中的空中接入技術(shù)，并將其增強，LTE 與 3G 技術(shù)采用的碼分多址技術(shù)（CDMA）不同，而是采用了正交頻分多址技術(shù)（OFDM）與多輸入多輸出天線（技術(shù)MIMO）作為基礎(chǔ)，其中包括了 TDD 與兩種模式。本主要關(guān)注的是 LTE 的（頻分雙工）的隨機接入過程進行深入。首先，本文介紹了

2、LTE 技術(shù)的背景和 LTE 系統(tǒng)的要求和 LTE 的技術(shù)優(yōu)勢。然后，總結(jié)了隨機接入的概念，隨機接入的目的和過去的通信標準接入原理，以及 LTE 隨機分類和使用的詳細描述。緊隨 LTE-接入信號的生成過程和對應(yīng)LTE-之后 PRACH（隨機接入信道）發(fā)射具體詳細介紹多徑信道模型的設(shè)計用于LTE 信號傳輸?shù)娜?，例如什么是前導碼序列的接收和檢利信道模型；對于 LTE-PRACH 的測，特別是由頻移產(chǎn)生的“偽峰值”信號，提值檢測固定閾值的方法，除）的發(fā)送，接收和接收通道，了上述貢獻之外，還有三部分針對（矩陣矩陣設(shè)計整個系統(tǒng)模型，與 3GPP（第三代合作伙伴項目）嚴格一致，對 LTE -的定義，系統(tǒng)參

3、數(shù)可以分配，最后根據(jù)該模型，按照 LTE-測試的要求，利用不同的配置參數(shù)來進行 PRACH 系統(tǒng)的整體仿真，以驗證信號發(fā)生模塊，信道設(shè)計和檢測模擬的可靠性也被模擬。結(jié)果表明，設(shè)計的 LTE-中 PRACH 仿真模型，特別是瑞利信道模型對于實際的 eNB的設(shè)計，具有特別重要的實際指導意義，可以有效縮短設(shè)計和調(diào)試的周期，同時半動態(tài)閾值檢測算法可以使 PRACH 信號的檢測性能得到大幅度提高。：LTE，PRACH，瑞利信道，相關(guān)檢測ABSTRACTodays society, with the development and expanof theernet, the networkhase an

4、indispensable part of human life, which is mainly reflectedhe currentuse of our wireleetwork, smart phones above. Technologyhe progress of the mobilenetwork from the year 2G, the development of 3G, and even todays 4G, wee to talkabout this pr is 3G technology and 4G technology betn the transition LT

5、E, LTE isnot the publict 4G technology, but 3.9G, which improves the aerial acs technologymultiplein 3G technology and enhanit, LTE and 3G technology use code diviacs (CDMA) different, but the use of orthogonal frequency divimultiple acs(OFDM) and multiple input Multi-output antenna (MIMO) as a basi

6、c technology, includingTDD andThis p of LTE.two modes.r focusethe random acs pros of(frequency dividuplex), the background of LTE technology and the requirements of LTE systems andthe technical advantages of LTE areyzed androduced. Then, the concept of randomacs, the pure of random acs and the past

7、communication standard acsprinciple are summarized, and theed description of LTE random acs classificationand use immarized. Following the LTE-, the PRACH (Physical Random AcsChannel) transmits aed description of teration pros of the acs signal andthe Rayleigh fading channel mdesigned for LTE signal

8、 transmisfor multipathPRACH, forfading channels corresponding to LTE-; The receiver of the LTE-example, what is the reception and detection of the preamble sequence, in particular thepseudo peak signal generated by the Doppler shift, improves the peak detection fixedthreshold, and proes a semi-dynam

9、ic Method of threshold detection method. In additionto the above contributions, there are three parts for the(matrix laboratory) tosend, receive and receive channels, matrix laboratory design of the entire system m,and 3GPP (third generation partnroject) strictly consistent with the LTE -And thesyst

10、em parameters can be freely allocated. Finally, according to the requirements of theLTE-test, the most comprehensive simulation of the PRACH system is carried outwith different configuration parameters to verify the reliability of the signal generation module, channel design and receiver detection.

11、Sex is also simulated and compared with the performance of the semi-dynamic threshold detection algorithm and the fixed thresholdmethod.The results showt the designed LTE-PRACH simulation m, espellythe Rayleigh fading channel m, is very important for the design of the actual eNB basesion, which can

12、effectively shorten the design and debugging cycle, and thesemi-dynamic threshold detection algorithm can be effective Improve the detection performance of PRACH signal.KEYWORDS:LTE,PRACH,rayleighsemi-dynamicthresholdalgorithm,preambledetection目錄第一章 緒論01.1 LTE 背景概述01.2 本選題意義及內(nèi)容1第二章 LTE 隨機接入技術(shù)3隨機接入技術(shù)

13、概述3隨機接入技術(shù)的產(chǎn)生和原理3隨機接入技術(shù)應(yīng)用4LTE 中隨機接入技術(shù)分類及應(yīng)用場景6LTE 中的定時提前量7定時提前量的作用7定時提前量的計算方法8本章小結(jié)9第三章 LTE 中 PRACH 信號的生成10LTE 中PRACH 前導格式10LTE 的幀結(jié)構(gòu)及上行信道103.1.2 LTE 中PRACH 前導信號的. 113.1.3 PRACH 前導序列在傳輸時的時頻配置11隨機接入前導序列的設(shè)計12前導序列的選取12確定用于簽名序列的 ZC 序列的長度14PRACH 前導序列及基帶信號的生成14PRACH 前導序列的生成14基帶信號的生成15本章小結(jié)15第四章 PRACH 仿真實現(xiàn)17PRA

14、CH 信道傳輸模型17LTE-系統(tǒng)的信道條件17加性白噪聲信道模型174.1.3 瑞利信道與Jakes模型184.1.4 多徑信道模型設(shè)計19前導序列的檢測算法19前導序列的時域檢測原理19頻域檢測原理21中低速場景峰值檢測方法21高速速場景峰值檢測方法22改進門限峰值檢測算法23PRACH 前導信號檢測的性能參數(shù)25虛警概率及其產(chǎn)生原因25錯檢概率及其產(chǎn)生原因25PRACH 的測試要求26隨機接入檢測性能要求26隨機接入測試其他要求26仿真環(huán)境與配置27仿真環(huán)境27仿真參數(shù)配置284.6 仿真結(jié)果分析284.6.1 仿真結(jié)果284.6.3 結(jié)果分析32第五章 結(jié)論與展望34致 謝35參考文獻

15、36附 錄0附錄 A 部分代碼0第一章 緒論1.1 LTE 背景概述近 20 年來，無線通信技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了極快的性增長過程，這一增長不僅體現(xiàn)在用戶數(shù)量的急劇增長，而且也體現(xiàn)在快速發(fā)展的體現(xiàn)技術(shù)和服務(wù)質(zhì)量上。如果在無線通信技術(shù)發(fā)展的歷史以“”來區(qū)分，可以大致分為三個朝代：第一代模擬移動網(wǎng)絡(luò)主要是熟悉的代表“大哥大”，首先出現(xiàn)在的著名的貝爾，首次使用”蜂窩移動網(wǎng)絡(luò)“概念，其主要業(yè)務(wù)是模擬信號作為語音通信業(yè)務(wù)的載體；第二代無線通信技術(shù)基于第一代數(shù)字信號更強，信息速率更高，容量更大，主要在初始數(shù)字語音業(yè)務(wù)中主要在中間，提高語音呼叫質(zhì)量，增加了數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)支持而后者則增強了原有的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)傳輸速

16、率也了，第二個時代是由第二代移動通信技術(shù)向第三代（“2.5 代”和“2.75 代”）進化的過程，第三代無線通信技術(shù)仍然是把數(shù)字語音及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)作為重點，進步的是加入了通話，其數(shù)據(jù)速率大大提高。已經(jīng)接近甚至超過了一些國家的寬帶數(shù)據(jù)速率，這被稱為 3G 網(wǎng)絡(luò)的高速普及。LTE 之所以改進的目標就是為了提高現(xiàn)如今人類所需要的高速率，降低成本，提高系統(tǒng)容量，并且擴大覆蓋范圍，讓從而改善人們的生活質(zhì)量。的人可以更方便的使用到無線通信技術(shù)，LTE 為了做到滿足未來的一個較長時期內(nèi)盡可能多的用戶對互聯(lián)網(wǎng)的需求，同時也為了顧及到各種可能會到的技術(shù)性問題，所以為了解決上一代移動通信系統(tǒng)的不足，3GPP 制定了關(guān)于

17、 LTE 系統(tǒng)的性能需求參數(shù)，這些參數(shù)指標可以概括為如下幾點1：（1）降低各層面系統(tǒng)的時間延遲；（2）傳輸速率到一個很高的層次，使這個速度可以能夠滿足未來幾年甚至十幾年來用戶的需要；提高小區(qū)邊界的比特率，保證業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)一致，從而對邊界服務(wù)質(zhì)量進行改善；提高目前以及增加的頻譜的靈活性和頻譜的利用率，降低運營成本；簡化復雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；盡可能的實現(xiàn)不同無線接入網(wǎng)之間的流暢切換；（7）降低用戶設(shè)備功耗，延長設(shè)備電池。這些指標大概到了目前整個 LTE 系統(tǒng)技術(shù)制定的工作需求中，但是最終制定的參數(shù)甚至可能會超過某些已制定的目標。為了滿足 LTE 系統(tǒng)的需求，3GPP 主要采用了以下這些關(guān)鍵性技術(shù)2：1.多址

18、接入技術(shù)。多址接入技術(shù)就是把多個用戶接入同一個無線通信信道并且共享此信道，從而提高信道利用率的一項技術(shù)。它把一個信道按照頻率、時間等因素進行分割，從而達到不同用戶可以在一個信道中互不道。的使用這一個無線信2.多天線技術(shù)。多天線技術(shù)結(jié)合了正交頻分復用技術(shù)，從而能實現(xiàn)空間、時隙、頻譜的綜合調(diào)度，很好的提高是 LTE 系統(tǒng)的傳輸速率和靈活性。多天線系統(tǒng)采用了數(shù)字信號處理技術(shù)還有信號傳輸空間特性，做到調(diào)整每條天線上發(fā)送的信號值，從而可以修正所收到的信號特性。其中修改接收信號權(quán)值運用了波束賦形技術(shù)，修改接收信號權(quán)值之后可以在天線中產(chǎn)生定向波束，準確地使有效的信號能量發(fā)送給用戶。多天線技術(shù)可以為 LTE

19、系統(tǒng)帶來三種增益，即分集增益，陣列增益和空間復用增益。分集增益主要使用了多個天線從不同的路徑接收由相同信號的多徑信號多路徑；陣列增益是通過特定方向上的傳輸或有能預(yù)先編碼為不同方向的用戶提供他們需要的特定的流量；空間復用增益是對于在不同空間域中發(fā)射的不同天線和不同的信號流，并且將這些不同的信號流傳送到相同或者不同的用戶設(shè)備，從而實現(xiàn)更高的傳輸速度的比率。EPC 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。EPC 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的優(yōu)點在于它可以支持多種接入模式，包括 3GPP， wifi 等非 3GPP，可以稱為異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合架構(gòu)，EPC 網(wǎng)絡(luò)的這種特殊可以是網(wǎng)絡(luò) IP化。1.2 本選題意義及內(nèi)容隨著科技的發(fā)展，使用互聯(lián)網(wǎng)的用戶大幅度的增

20、長，所以隨機接入過程便成為LTE 系統(tǒng)中越來越重要的一部分，所有請求通信的用戶都必須通過隨機接入來接入互聯(lián)網(wǎng)，于是，用戶是否可以成功接入互聯(lián)網(wǎng)的決定性便指向了隨機接入過程的設(shè)計。在通信傳輸系統(tǒng)中，只有用戶設(shè)備在取得上行的傳輸時間同步的時候，該用戶設(shè)備的上行傳輸才會被調(diào)度通過連接到下一步驟，但是如果一個用戶設(shè)備沒有取得時間同步，這個時候，就需要它通過隨機接入來獲取定時同步信息，隨機接入過程一方面為用戶設(shè)備得到了它所需要的信息資源，另一方面也解決了不同用戶設(shè)備之間的接入問題。由此可見，LTE 中隨機接入過程在通信傳輸過程總起著的作用。本篇則主要了 LTE 的模式下隨機接入前導序列信號的產(chǎn)生，接收過

21、程以及檢驗算法，然后通過仿真的到仿真結(jié)果，最后對其仿真結(jié)果進行合理分析。本具體各章內(nèi)容如下：第一章：緒論，主要講述了 LTE 系統(tǒng)的背景，為后文鋪墊。隨機接入做了一個大第二章：介紹 LTE 中的隨機接入技術(shù)，與前期 2G,3G 系統(tǒng)作對比，表現(xiàn) LTE技術(shù)的異同點，同時如何選取 LTE 隨機接入技術(shù)的優(yōu)缺點，講述了它的應(yīng)用場景，最后介紹了定時提前量的作用及原理。第三章：主要介紹 PRACH 時域與頻域的配置情況，介紹如何生成前導序列及基帶信號，可以說第三章為信號的產(chǎn)生做了理論依據(jù)。第四章：分析了目前 LTE-的惡劣環(huán)境，根據(jù)當前環(huán)境設(shè)計相對應(yīng)的方案來解決問題，提出瑞利果進行具體分析。信道模型。

22、并對不同的情況進行仿真，最后對仿真結(jié)第五章：對本做了一個大體的總結(jié)分析，并且對后續(xù)的做了相關(guān)展望。第二章LTE 隨機接入技術(shù)2.1 隨機接入技術(shù)概述2.1.1 隨機接入技術(shù)的產(chǎn)生和原理在二十世紀七十年代初期，夏威夷大學在世界上第一次提出隨機接入技術(shù)，目的是使分散的國家無線電通信站可以獲取中算機的有限資源，每個人都知道無線電通信信道是公共信道，所以使之無線電通信發(fā)送站發(fā)送的信息會被若干個通一個棘手的問題，就是由一個收站接收到，與此同時，一個通信站也會接收到多個其他站點發(fā)送過來的信息，可以看出，這種收發(fā)過程是隨機無規(guī)律可尋的，這種事先沒有任何協(xié)議的系統(tǒng)就被稱為隨機接入系統(tǒng)。隨機接入使用戶設(shè)備開始發(fā)

23、送請求與網(wǎng)絡(luò)建立通信之前的過程，當用戶設(shè)備沒有與 LTE 系統(tǒng)建立或建立后卻丟失了上行同步的時候，用戶設(shè)備的隨機接入稱為非同步隨機接入，若已與 LTE 系統(tǒng)獲得上行同步，則稱為同步隨機接入。夏威夷大學提出來的這個系統(tǒng)被叫做 ALOHA 系統(tǒng)，是全世界第一個提出來的分通信協(xié)議。它的工作原理如圖 2-13：組接入系統(tǒng)，也是第一個圖 2-1 ALOHA 隨機接入原理圖這個系統(tǒng)中每一個用戶設(shè)備都可以完全的發(fā)送數(shù)據(jù)幀，為了方便查看，用持續(xù)時間表幀長度，在圖 2-1 中用 T0 代表該段時間。首先假設(shè)該通信系統(tǒng)中所有的用戶設(shè)備（UE）的幀長度全部是完全相同的，并且也沒有存在因為信道質(zhì)量而導致的誤碼率等一系

24、列。當 UE1 發(fā)送數(shù)據(jù)幀 1 時，其他的 UE 都沒有發(fā)送數(shù)據(jù)，因此 UE1 的發(fā)送一定成功。但是圖中 UE2 和 UEN-1 發(fā)送的數(shù)據(jù)幀 2 和數(shù)據(jù)幀 3 其中一部分了。這就是“碰撞”。碰撞會引起雙方或者發(fā)送數(shù)據(jù)的多方發(fā)送的數(shù)據(jù)在中無法正別，所以都需要進行一次重新傳輸。但是發(fā)生了碰撞的各個用戶設(shè)備卻不能立即開始進行重新傳輸，因為如果立即重傳的話，肯定還會由碰撞發(fā)生?；谏鲜鲈?，ALOHA 系統(tǒng)作出如下規(guī)定，假設(shè)發(fā)生了碰撞，發(fā)生了碰撞的各發(fā)送端必須等待一定時間之后才可以進行重傳，例如圖中 UE2 和 UEN-1 發(fā)送的數(shù)據(jù)幀 2 和數(shù)據(jù)幀 3，數(shù)據(jù)幀 3 通過延遲等待重新傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀 6

25、 因為沒有發(fā)生再次碰撞而傳輸成功，然而數(shù)據(jù)幀 2 通過延遲等待而重新傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀 4 又與 UEN 傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀 5 發(fā)生了碰撞，因此 UE2 則需要進行第二次延遲重傳，一直到成功方可停止。圖 2-1介紹了一個簡單的 ALOHA 系統(tǒng)隨機接入過程，它被稱為純 ALOHA 系統(tǒng)4。從圖 2-1 中也可以看出純 ALOHA 系統(tǒng)的不足，所以為了挺高系統(tǒng)效率，避免用戶發(fā)生二次碰撞，將時間資源劃分為了多個不同時隙（slot），然后給每個 slot，并且要求用戶只可以在每個時隙的開頭發(fā)送一個消息幀，它就是 slot-ALOHA系統(tǒng)，與發(fā)生后的圖 2-1 描述相似。2.1.2 隨機接入技術(shù)應(yīng)用因為移動通信

26、系統(tǒng)的不同，制定的系統(tǒng)需求要求也不相同，所以使用隨機接入技術(shù)的標準開發(fā)也是不一樣的，這些不同點主要體現(xiàn)在：接入在初始發(fā)生時隨機接入請求信號發(fā)送功率差異、隨機接入的信號所包含信息數(shù)據(jù)大小的差異、重傳的時間和次數(shù)的差異等等。這些差異導致不同移動通信系統(tǒng)的隨機接入過程的復雜性和發(fā)生碰撞的概率差異。當對 GSM 系統(tǒng)執(zhí)行隨機接入時，初始發(fā)送的信息包括：尋呼的響應(yīng)消息、移動臺的國際移動設(shè)備識 ID、位置申請和一些信道申請消息。與此同時，GSM 終端在隨機接入過程中具有最大功率發(fā)射，在呼叫移動終端發(fā)送信號的過程中，電源控制速度相對比較慢。對有這些特征的 GSM 隨機接入導致了對較大資源占有的隨機接入，而用

27、戶接收到相當大量的瞬時輻射。并且，碼分多址系統(tǒng)的用戶設(shè)備從隨機接入過程之前由系統(tǒng)廣播的信息接收專門用來控制功率的一些信號電平值，從而估計作為終端傳輸?shù)钠鹗脊β实妮^低功率，隨機接入過程開始的時候，首先需要進行“隨機接入試探操作”，只有在系統(tǒng)所要求的時間內(nèi)收不到信息的回應(yīng)，終端才會加大發(fā)射電平，進而進行第二次“隨機接入試探操作”等重復該過程，除非系統(tǒng)達到所設(shè)定的最大試探次數(shù)，否則將一直重復到應(yīng)答。通過功率控制過程成功接入系統(tǒng)之后，可以動態(tài)調(diào)整用戶設(shè)備發(fā)送過來的功率大小，做到適應(yīng)當前信道干擾情況。與 GSM 系統(tǒng)相對比，CDMA 用戶設(shè)備具有更小的和更平穩(wěn)的電源上升調(diào)整，這樣不僅有助于用戶設(shè)備的健康

28、而且延長了設(shè)備電池的壽命。另外，CMDA 還使用了與同一中的不同設(shè)備中隨機接入信息簽名信號相同的偽隨機序列的頻率偏移產(chǎn)生的不同序列，還可以大大的減少占用系統(tǒng)的數(shù)量資源。CDMA2000 系統(tǒng)基于原始系統(tǒng)的隨機接入過程，通過增加反向“增強隨機接入的信道”來提高隨機接入性能。寬帶碼分多址技術(shù)（WCDMA）與時分同步的碼分多址技術(shù)（TDSCDMA），這兩種技術(shù)都使用了“slotALOHA”系統(tǒng)，因此它們會更嚴格的要求時間同步，這兩個系統(tǒng)具有改進的功率控制和接入效率，特別是寬帶碼分多址技術(shù)的隨機接入過程為 LTE 隨機接入過程奠定了基礎(chǔ)，寬帶碼分多址技術(shù)的隨機接入過程的流程如下5：步驟一：根據(jù)小區(qū)廣播

29、指定的不同類型的接入業(yè)務(wù)，用戶設(shè)備確定隨機接入信道的可用組和下一個完整接入時隙集合中有效的上行接入時間集，然后選擇上行接入時隙用于隨機接入。步驟二：用戶設(shè)備選擇在給定的隨機簽名序列中從給定的服務(wù)類別和給定的隨機簽名序列中隨機選擇的隨機接入簽名。步驟三：設(shè)定隨機接入前導碼重傳計數(shù)器值。步驟四：設(shè)定前導碼序列的原始功率電平。步驟五：用戶設(shè)備基于已經(jīng)選擇的上行接入時隙、選定的簽名和選定的前導序列碼來進行前導發(fā)射。步驟六：用戶設(shè)備等待返回來的確認信息，如果沒有檢測到捕獲指示信道上的捕獲指示，用戶設(shè)備將會一直重復第五步，并按照功率調(diào)整直到檢測到捕獲指示。步驟七：如果用戶設(shè)備收到的捕獲指示為“-1”，那么

30、將物理層狀態(tài)體控制層，然后再退出物理隨機接入的過程。給媒步驟八：如果用戶設(shè)備收到的捕獲指示為“+1”，那么在相應(yīng)的時隙依照系統(tǒng)設(shè)置來進行隨機接入的消息傳輸。時分同步的碼分多址技術(shù)的隨機接入過程與寬帶碼分多址技術(shù)的隨機接入過程類似，但是由于時分同步的碼分多址技術(shù)系統(tǒng)屬于時分系統(tǒng)，因此它對同步的要求更加嚴格，故在隨機接入的過程中添加了專門用于在時間上對準的上行同步處理流程，流程如圖 2-2：圖 2-2 時分同步的碼分多址技術(shù)的隨機接入流程圖2.2 LTE 中隨機接入技術(shù)分類及應(yīng)用場景隨機接入過程是用戶設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)之間建立無線通信的必經(jīng)，只有在隨機接入過程正常完成后，eNB（evolved Node

31、 B，演進型）與用戶設(shè)備之間才可以進行數(shù)據(jù)傳輸及操作。用戶設(shè)備利用隨機接入過程實現(xiàn)了獲得與和申請獲取上行資源的兩個基本功能。的上行同步隨機接入技術(shù)根據(jù)不同的業(yè)務(wù)觸發(fā)方式分為基于競爭的隨機接入和基于非競爭的隨機接入?；诜歉偁幍碾S機接入比較好理解，即不同用戶設(shè)備向發(fā)送的資源不同，兩者或多者之間無關(guān)聯(lián)，不存在競爭關(guān)系。而基于競爭的隨機接入，即不同的用戶設(shè)備向發(fā)送具有相同前導碼序列的資源，同時希望獲得的資源操作，但與此同時，并不知道每個請求對應(yīng)的用戶設(shè)備，在這種情況下，需要各用戶設(shè)備向發(fā)送一條代表自己設(shè)備的唯一的消息，這個消息被稱為MSG3，收到 MSG3 后需要回傳給該用戶設(shè)備一條“驗證消息”，即

32、 MSG4，來驗證此時成功接入的用戶設(shè)備是哪一臺，這就是用來解決競爭隨機接入的方法，與三次握制相似。在不清楚用戶設(shè)備的狀態(tài)，又必須要申請上行資源或上行同步的情況下，用戶設(shè)備會發(fā)起競爭隨機接入。此時，并沒有為用戶設(shè)備分配唯一 Preamble碼，而是由用戶設(shè)備在一定的范圍內(nèi)不定向選擇 Preamble 碼后發(fā)起隨機接入過程。下列是會產(chǎn)生競爭隨機接入的具體場景：（1）用戶設(shè)備初始接入時。這個時候無線資源控制層為空閑狀態(tài)，用戶設(shè)備需要連接請求，但是并不知道，故需要執(zhí)行競爭隨機接入過程。（2）用戶設(shè)備的重建。例如用戶設(shè)備端的無線鏈路層控制協(xié)議上行重傳到達最大次數(shù)會引起重建，但執(zhí)行競爭隨機接入過程。并不

33、能接收到用戶設(shè)備的重建狀態(tài)，則需要用戶設(shè)備（3）用戶設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)建立后又丟失上行同步。此情況與用戶設(shè)備初始接入類似，收不到用戶設(shè)備的請求。（4）用戶設(shè)備發(fā)送了上行數(shù)據(jù)，卻沒有調(diào)度請求資源。通常來說，上行調(diào)度用于發(fā)送緩沖狀態(tài)，用戶設(shè)備會通過調(diào)度請求來發(fā)送上行資源申請，若缺少調(diào)度請求資源，則只能利用競爭隨機接入的形式申請上行調(diào)度。顯而易見，這個時候也不知道用戶設(shè)備有沒有發(fā)送過上行數(shù)據(jù)。（5）當在非競爭隨機接入過程中，突然發(fā)現(xiàn)非競爭資源不見了，這個時候會轉(zhuǎn)到競爭隨機接入過程。非競爭隨機接入指用戶設(shè)備根據(jù)的指示，在確定的隨機接入信道的資源上利用給定的 Preamble 碼而發(fā)起的隨機接入過程，下面介紹

34、非競爭隨機接入的場景：（1）切換。由端發(fā)起，優(yōu)先執(zhí)行非競爭的隨機接入過程。（2）有下行數(shù)據(jù)發(fā)送，但檢測上行失步。（3）無線資源控制層態(tài)下需要執(zhí)行定位過程，但用戶設(shè)備這個時候沒有上行同步。2.3 LTE 中的定時提前量2.3.1 定時提前量的作用因為 LTE 中上行鏈路和下行鏈路都用于改善正交頻分復用技術(shù)多址技術(shù)，所以上行傳輸不同的用戶設(shè)備信號到達時的時間需要嚴格對準，來確保信號的正交性，準確有效消除信號對齊正交子載波之間的干擾。都知道，信號在空間中傳輸不可避免的有一定的延遲，并且一個和不同的用戶設(shè)備之間的距離不相同，傳輸路徑不相同，延遲量不一樣，所以每個用戶設(shè)備與之間的時間同步建立是LTE 系

35、統(tǒng)上行傳輸?shù)闹饕h(huán)節(jié)。 上行傳輸?shù)臅r間的校驗這主要通過在用戶設(shè)備端使用定時提前（iming Advance）來完成。通過對用戶設(shè)備隨機接入過程的分析，已知用戶設(shè)備首先會向傳輸隨機接入的前導碼序列，根據(jù)這些可以估測出相應(yīng)的上行鏈路時間調(diào)整量，然后通過 RAR消息反饋使用 11 位定時提前命令進行響應(yīng)。 實際上，時間提前量是用戶設(shè)備接收的時間并且通過控制下行鏈路子幀和發(fā)送的上行鏈路子幀之間的開始處的負偏移量，使得可以在的接收端處控制用戶設(shè)備定時對準。 距離遠的用戶設(shè)備的信息存在延遲非常大的問題，因此需要將上行鏈路傳輸與用戶設(shè)備進行很大的時間提前操作，圖 2-36、7:圖 2-3 在上行時間校正上使

36、用定時提前量如果如圖 23(a)不采用定時提前，導致不同時延的 UE端定時錯位，產(chǎn)生干擾無法使信息彼此正交，而如圖 23(b)由于采用時間提前使不同 UE端定時對齊。UEl 的位置靠近，所以產(chǎn)生的時延量較小，因此在 UE 側(cè)一個很小的時間提前量足夠來補償信號傳輸時延從而保證時間對齊。相反 UE2 的位置遠離，產(chǎn)生的時延較大，則需要較大的時間提前量對發(fā)送信號進行補償。2.3.2 定時提前量的計算方法定時提前量處理過程被稱為定時估計或定時調(diào)整，主要是由基于競爭的隨機接入過程而直接給出的。 由于它在正交頻分復用系統(tǒng)中信號遵循時頻之間的對應(yīng)關(guān)系如下：步驟三：計算信號時偏值：第三章 LTE 中 PRAC

37、H 信號的生成3.1 LTE 中 PRACH 前導格式3.1.1 LTE 的幀結(jié)構(gòu)及上行信道LTE 中上行信道和下行信道采用的都是相同的幀結(jié)構(gòu)，每個幀結(jié)構(gòu)包括十個子幀，每個子幀 1ms。LTE 支持和 TDD 兩種幀結(jié)構(gòu)模式。在幀結(jié)構(gòu)中，每一幀包括二十個時隙（019），每一個小時隙的長度為0.5ms，每個子幀是由兩個 0.5ms 長度的小時隙來的。如圖 3-1：圖 3-1幀結(jié)構(gòu)在 TDD 幀結(jié)構(gòu)中，長度為 10ms 的無線電幀由長度為 5ms 的兩個半幀組成，分成的每個長度為 5ms 的半幀，包括四個普通子幀和一個特殊子幀。 普通子幀是由兩個 0.5ms 時隙組成，其中特殊子幀由三個特殊的時隙

38、（DwPTS，GP 和 UpPTS）組成。如圖 3-1：圖 3-2 TDD 幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)還是 TDD 幀結(jié)構(gòu)全部定義了“物理資源塊”的概念，作為分不管是配物理資源的基本，每個資源物理塊相當于占十二個連續(xù)子載波的頻域上的每個子載波，因為每個子載波占用 15 kHz 的帶寬，所以物理資源塊占用 180 KHz 帶寬；并且在上述時域包括了七個 SC-FDMA 符號（假如擴展 CP 為 6），這七個 SC-FDMA符號在時間上占用一個了時隙的長度。在 LTE 上行鏈路中，一共有三種不同作用的物理信道：PUCCH，物理上行控制信道，主要作用是通過這個信道進行上行控制信息傳輸；PUSCH，物理上行共享信道

39、，它的作用是進行上行數(shù)據(jù)的傳輸；PRACH，物理隨機接入信道，這個信道則是用來實現(xiàn)隨機接入過程。這三種信道按照一定的規(guī)律被放置在上行信道相應(yīng)位置，增強了上行通信信道的性能。3.1.2 LTE 中 PRACH 前導信號的LTE 中 PRACH 的前導序列是由一個復式序列組成的，這個序列把它的尾部加到它的起始位置。前序序列結(jié)構(gòu)如下圖 3-3：圖 3-3 前序序列結(jié)構(gòu)到前序序列開頭部分 CP 被稱為循環(huán)前綴，并且它的作用被用于反延遲，CP 越大，延遲的越大。 因為前導序列的總長度小于隨機接入的時隙，所以需要在序列最后留下一段間隔 GT，被稱為保護間隔，它為不可的附加傳播延遲提供保護空間。 根據(jù)用戶設(shè)

40、備所在小區(qū)的覆蓋區(qū)域大小的不同配置給用戶設(shè)備的 CP、GT 和序列的長度也不一樣。 下圖 3-4 是在不同前導碼中 PRACH 對應(yīng)的簽名序構(gòu)造8、9：圖 3-4 03 格式前導序列參數(shù)根據(jù)圖 3-4 可以觀察出前導格式不同占用子幀數(shù)量也不相同，因為格式 1 增加了循環(huán)前綴和保護間隔的長度，從而對時延產(chǎn)生影響，因此格式 2、格式 3 不僅要增加循環(huán)前綴和保護間隔的程度，還需要將序列一倍。目的為了增加邊緣小區(qū)用戶的序列信號的能量疊加，對抗由于信道帶來的影響。3.1.3 PRACH 前導序列在傳輸時的時頻配置為了克服具有不同大小覆蓋的小區(qū)的時延，選擇了不同的前導碼格式，與此同時時域為了隨機的成功率

41、，LTE 系統(tǒng)將根據(jù)不同的場景、隨機接入頻率以及不同業(yè)務(wù)負載情況配置不同的隨機接入信道的位置。為了縮短用戶設(shè)備接入的等待時間，為了提高的隨機接入前導碼檢測的簡單性，LTE 在時域中使用多個接入時隙來作為 PRACH 的資源，這也表示 LTE PRACH 該技術(shù)屬于“slot-ALOHA”技術(shù)。下圖 3-5 詳細說明了前導格式 03 相對應(yīng)的接入配置。圖 3-5 前導格式 03 相對應(yīng)接入配置3.2 隨機接入前導序列的設(shè)計3.2.1 前導序列的選取用戶設(shè)備的前導碼簽名序列用于識別用戶設(shè)備對重要的接入的，所以簽名序列的選擇應(yīng)符合以下條件：檢測性能好，即需要較高的檢測率，這就要求序列具有優(yōu)秀的自相關(guān)

42、性和互相關(guān)性。需要產(chǎn)生足夠數(shù)量的序列也是有利的這些小區(qū)被分配給不同的用戶設(shè)備不同的序列，從而避免發(fā)生。因為隨機接入過程屬于上行傳輸過程之一，所以信號峰值功率比不能太高，要不然會導致超過用戶設(shè)備發(fā)射機功率放大器的線性工作范圍的信號功率的動態(tài)范圍，這增加了用戶設(shè)備的功率功耗，同時也增加了用戶設(shè)備放大器設(shè)計的難度。在寬帶碼分多址和碼分多址系統(tǒng)中使用 PN（偽噪聲）進行識別不同小區(qū)。 以 PN 序列的典型序列為例，序列輸出長度為 2N-1，其中 N 是移位寄存器位數(shù)。對應(yīng)于差異的起始位置，可以有 2N-1 種輸出序列的不同組合。在不同移位寄存器的組合中，也會相應(yīng)得到不同的偽噪聲序列組合。 應(yīng)注意的是，

43、因為移位寄存器的初始化狀態(tài)各不相同，偽噪聲序列的相對特性可能會有不同的結(jié)果。只有當初始寄存器狀態(tài)是原始多項式時，才能確保自相關(guān)運算的峰值值是銳利的，因此可以選擇具有該屬性的偽噪聲序列作為單元格中的一組簽名序列。恒包絡(luò)零自相關(guān)序列便是一個非常好的選擇，該序列擁有以下特性：具有恒定的序列包絡(luò)，不管是什么長度的序列，幅值一定。將此序列的周期進行移位后的序列具有互相關(guān)性。恒包絡(luò)零自相關(guān)序列本身具有良好的自相關(guān)性，尤其峰值突出，易檢測。平均峰值功率比較低。（5）恒包絡(luò)零自相關(guān)序列經(jīng)過快遞列。變換后仍然是恒包絡(luò)零自相關(guān)序ZC 序列便是恒包絡(luò)零自相關(guān)序列其中的一種，它滿足恒包絡(luò)零自相關(guān)序列的性質(zhì)，ZC 序列

44、生成公式如下：3.2.2 確定用于簽名序列的 ZC 序列的長度在確定序列長度時需要考慮到的幾點要求如下：（1）首先序列互相關(guān)性要好，在這個前提下，必須要求所選序列具有恒定包絡(luò)，因為這樣可以有效地降低用戶設(shè)備的峰平均功率比。（2）盡量使信道的數(shù)據(jù)不會干擾到所選序列。3.3 PRACH 前導序列及基帶信號的生成3.3.1 PRACH 前導序列的生成隨機接入前導的簽名序列可以由具有零自相關(guān)區(qū)域的一個或多個 ZC 序列來生成，用戶設(shè)備可以使用一組前導碼序列，其中小區(qū)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)被配置為用于隨機接入，其中每一個都具位的前導簽名序列，僅用于 LTE-前導碼 0 到 3 的隨機接入長度為 839 的前導碼的簽名

45、序列，因為簽名序列是復雜序列，所以廣播 64 長度為 839 的復雜序列，這個成本是難以忍受的。 根據(jù)前一節(jié)的性質(zhì)，可以知道 ZC序列及其循環(huán)位序列。若在步驟二中沒有生成六十三個循環(huán)序列，那么重復步驟一，重新生成基準序列和它相對應(yīng)的移位序列，一直到滿足個前導序列方可停止。3.3.2 基帶信號的生成悉的前提下，才可能對下一章仿真算法如魚得水，這也是本仿真算法的最基礎(chǔ)。第四章 PRACH 仿真實現(xiàn)4.1 PRACH 信道傳輸模型4.1.1 LTE-系統(tǒng)的信道條件在現(xiàn)實中的無線通信系統(tǒng)中，電磁波的方法包括直達波和反射波，有由于各種空間所造成的輻射能量散射現(xiàn)象和折射現(xiàn)象，隨著城市建設(shè)建筑越來越多，信號

46、傳輸受到越來越多的多徑效應(yīng)的影響。所謂多徑效應(yīng)是在信號中的反射、和衍射形成了多條傳輸路徑，并最終導致接收信號的場造成的不一樣現(xiàn)象，這直接反映在不同的路徑的信號傳輸?shù)倪^程中的衰減的程度是不同的，信號到達的時間是不對齊的。和更遠的用戶設(shè)備遠離，有更明顯的效果?？梢哉f目前無線電通信系統(tǒng)信號的重要原因就是多徑效應(yīng)。根據(jù) LTE 的需求，可以看出系統(tǒng)仍然可以在高速時，用戶設(shè)備速度接近 350 500km/h 的操作用戶設(shè)備的連接狀態(tài)。此時除了上述多徑信號的陰影外，為影響信號傳輸?shù)牡诙匾?。根?jù)用戶設(shè)備速度以及時延大小的不同，3GPP 將多徑的高速運動頻移也成信道劃分成擴展步行模式（EPA）、擴展車輛

47、模式（EVA）以及擴展典型城市模式（ETU）三種模式，這三種模式分別對應(yīng)低、中、高三種時延的傳輸環(huán)境。除了距離較遠的用戶設(shè)備，還有用戶設(shè)備離小區(qū)距離近的情況，這種情況下，可以接近理想中信道的可能，信道主要干擾條件便成為了系統(tǒng)和空間之中產(chǎn)生的白噪聲，所以加性白噪聲也必須考慮在信道設(shè)計的方案中。4.1.2 加性白噪聲信道模型通道模型主要適用于在靜態(tài)性能測試，在這種情況下，信號不存在惡劣影響，例如效應(yīng)或多徑效應(yīng)，信道是最簡單的通信信道類型之一，是射頻傳輸?shù)睦硐胄诺佬诺?，噪聲源主要是加性白噪聲，建立信道模型的?yōu)點是可以消除外部信道影響，做到在理想條件下檢測系統(tǒng)模型的性能，鏈路的完整和設(shè)計的精度，它具有

48、優(yōu)化隨機算法的舉足輕重的功能。信道的功率譜密度公式為：當注意，當建立信道模型的時候，信道信噪比應(yīng)該考慮發(fā)射前的信號情況，一定要計算發(fā)射信號的信噪比。 同時，添加一個“AWGNflag”即可使用為了控制是否添加噪聲，通道仿真過程應(yīng)遵循以下步驟，如圖 4-1：圖 4-1 加入噪聲流程加性白噪聲在信道中可以單獨使用，同時也可以在多徑信道里使用，目的為了檢驗系統(tǒng)抗功率譜密度的低躁干擾能力。4.1.3 瑞利信道與 Jakes模型根據(jù)不同的動態(tài)線路通信的場景和多路徑的場景進行信道模型測試主要使用瑞利信道，瑞利信道是用于描述平坦信號的最常見的信道接收的信道模型，可以有效地描述很多物中大量散射無線電信的存在在

49、射頻傳輸環(huán)境，適用于城市中心非常密集的建筑物中，發(fā)射機和之間不存在直接路徑，其中發(fā)生大量反射，折射，衍射和多徑傳輸。是移動環(huán)境中的小規(guī)模的主要方式。大量的測量數(shù)據(jù)和理論表明，在復雜的無線信道環(huán)境中，信號通過許多不同的傳輸路徑大小和傳輸過程終于到達，信號包絡(luò)近似瑞利分布，與相位0,2均勻分布，稱作瑞利，瑞利分布的概率密度函數(shù)為：圖 4-2 瑞利與函數(shù)曲線4.1.4 多徑信道模型設(shè)計多徑模擬多徑信道模型設(shè)計，主要使用 Jakes模型作為通道的數(shù)學模型，進行信道的穩(wěn)定和每個路徑的隨時間而變化。 因為信號不是通過實際通道的實際傳輸，所以信號主要與仿真過程的算法有關(guān)多徑信道可能受到接收信號的影響，要包括

50、以下步驟：接收時域形式。 對于 PRACH 執(zhí)行 Jakes算法處理主步驟一：獲取信道配置數(shù)據(jù)，得到信道處理參數(shù)。步驟二：采取系統(tǒng)發(fā)送的 PRACH 基帶信號無線幀“framem”處理長度,每處理一幀，下一個循環(huán)就處理信號幀“framem+1”。在處理之前由 Bw 處理確定一個幀的長度 Ts，用于和剪切。步驟三：根據(jù)系統(tǒng)配置的信息來確定通道類型，如果是加性白噪聲通道，則將會顯示該信息數(shù)字加上白噪聲; 如果是瑞利定仿真情景以及為信號準備 Jakes模型的情景。步驟四：通過 Jakes模型配置好的參數(shù)來計算R(t)。信道，則根據(jù) CH_mode 模式確信道的信號包絡(luò)函數(shù)步驟五：根據(jù) CH_mode

51、 類型對應(yīng)場景的多徑的路徑條數(shù)Np，時延值 Td(i)，相對功率 P(i)，將每個信號進行功率調(diào)整。步驟六：R（）函數(shù)乘上每個幀序列得值，進行信號包絡(luò)衰減。4.2 前導序列的檢測算法4.2.1 前導序列的時域檢測原理隨機接入的前導碼簽名序列在瑞利信道之后到達，并且通過上文可知，簽名序列在當列的時域信號通過不同的信道條件時，原始信號不僅加到某一信噪比的噪聲信號上，同時，由于瑞利信道的影響，信號具有一定程度的延遲，包絡(luò)衰減和信號功率損耗，這要求的檢測的可能性達到可以接收的水平。抵抗信道對信號的影響，并使成功根據(jù)上文，知道每個小區(qū)的前導碼序列的數(shù)量是 64，這 64 個前導碼簽名通過來自相同根序列的

52、不同長度的循環(huán)位移產(chǎn)生，并且還可以由許多不同的根序列一起產(chǎn)生循環(huán)位移。 通過 ZC 序列的性質(zhì)，得到良好的周期相關(guān)共軛循環(huán)位移序列，相同的序列具有良好的自相關(guān)，因此可以通過前導簽名序列的相關(guān)性來傳遞相關(guān)檢測。進行相關(guān)檢測是接收信號與信號乘法的前導碼簽名本地前導簽名序列和數(shù)據(jù)中的根和的 e信號序列的復共軛，即卷積運算，公式如下：圖 4-3 時域檢測框圖4.2.2 頻域檢測原理頻域檢測的系統(tǒng)流程與時域基本相同，只用將本地根序列的時域形式 X（n）轉(zhuǎn)換為復共軛 X 頻域形式 X*（k），提取信號 839 RACH 信號值直接乘以信號點然后通過逆變換將結(jié)果轉(zhuǎn)換成時域。4.2.3 中低速場景峰值檢測方法

53、在中低速單元中，當與時域或頻域相關(guān)時，它可以獲得一段長度的 Nzc 時域相關(guān)序列，通過 ZC 序列的周期性自相關(guān)，循環(huán)移位之后的序列對應(yīng)序列的峰值可能出現(xiàn)在相關(guān)值序列的位移值旁。 所以可能將閾值應(yīng)用于所有時域相關(guān)序列。要找到大于此閾值的序列值附近 NCS 的長度 Cv 點，然后通過值和根序列來確定用戶設(shè)備的前導碼數(shù)，如果小于閾值該值被識別為噪聲。原理如圖 4-4：圖 4-4 峰值檢測原理4.2.4 高速速場景峰值檢測方法在用戶設(shè)備在或中等條件下移動的情況下，即 4.2.3 節(jié)中低速場景下使用的峰值檢查測量方法是可靠的，但是為了實際模擬用戶設(shè)備可能的所有信道條件，本文必須考慮到移動速度對用戶設(shè)備

54、快速移動過程中隨機接入前導序列檢測的影響。通過效應(yīng)，已知當用戶設(shè)備以一定速度接近時，相對于用戶設(shè)備在源極附近，信號波的頻率增加，這被稱為藍移，而信號波的頻率下降低，導致。頻率偏移公式：圖 4-5 改進固定門限的檢測方法當檢測窗口中的信號超過閾值 C1 時，認為在該窗口中可能存在 PRACH 的前置信號的相關(guān)性峰值顯示在圖 CS1 和 CS2 窗口中，然后設(shè)置有用的信號閾值 C2，C,1 和 CS2 窗口分別對上述 C 閾值的所有相關(guān)值進行平均，然后獲得平均信號功率 P1 和 P2；設(shè)置第三閾值 C3，如果平均功率大于 C3，表示窗口有峰值通過，此外，可以準確地確定峰值的位置，并且確保固定閾值檢

55、測算法的靈活性。固定閾值算法非常簡單，但也具有非常嚴重的缺點，如在配置之前遍歷系統(tǒng)模擬所有可能的不同條件找到相應(yīng)的門檻，這需要大量的工作;什么時候當通道產(chǎn)生新的變化時，與原始仿真模型不完全相似，甚至在差異較大時影響檢測性能它也相應(yīng)地增加，當系統(tǒng)設(shè)計改變時，必須重新確定新的閾值。如今，存在一些檢測動態(tài)閾值的方法，例滑動窗口峰值檢測，該算法需要輸入信號噪聲實時用于計算早期上升功率，并且還需要檢測信號的相關(guān)值的多個取樣點的動態(tài)采樣與算法相比，算法復雜，計算量大，也增加了系統(tǒng)表面的延遲。對于這樣的算法，即使它們檢測精度高，假概率低，但成本不值得損失系統(tǒng)效率和瞬時性的代價。為了提高檢測精度，同時具有很好

56、的適用性，算法簡單，并且計算量小，直觀，本文提出了峰值檢測算法，采用動態(tài)閾值法和固定閾值法主要思想是根據(jù)相關(guān)信號的概率分布特征靜態(tài)計算峰值閾值系數(shù)將4.4 PRACH 的測試要求4.4.1 隨機接入檢測性能要求為了讓仿真結(jié)果更準確，PRACH 前導碼檢測的仿真配置參數(shù)主要參考 3GPP 測試規(guī)范對 LTE的實際參數(shù)測試，可能會頻偏和信道噪聲的模擬測試與以下要求相比，表 5-1 表示普通低速環(huán)境中前導碼檢測的要求;前導碼檢測的要求。表 5-2 表示高速環(huán)境中在兩個表中，接收天線的數(shù)量為 2，給出的不同的信道條件和不同的前同步碼格式來滿足檢測性能的最小信噪比（SNR），也就是說，在模擬設(shè)定中給出了

57、一系列信噪比模擬時，當模擬正確的檢測概率滿足系統(tǒng)要求時，即大于 99的模擬信件集噪聲比必須小于或等于給定的 SNR。如果達到檢測概率，則進試，如果 SNR大于此值，則系統(tǒng)性能不能達標。同時，需要在相應(yīng)的 SNR 下進行檢測假概率，如果誤報概率大于 0.1，系統(tǒng)性能不能達標。對于不同的通道條件，否以相同的速度，相應(yīng)的信噪比也不相同。而上表 2 中的 ETU 70 表示瑞利消息通道的 ETU模式，同時給出了 70Hz頻移，表的所有頻率值都作為系統(tǒng)參數(shù)預(yù)匹配用戶設(shè)備使用的基帶信號來產(chǎn)生前導碼序列。4.4.2 隨機接入測試其他要求在進行前導碼檢測時，需要連續(xù)重復和重復前導碼長度，也就是每個前導碼之間的

58、距離可以是信號幀長度，或者兩個信號幀長度，所選擇的子幀的位置和前導碼格式的類型由系統(tǒng)配置，并且根據(jù)該幀執(zhí)行前導碼檢測工作檢測在參數(shù) Nd 次累積1，直到檢測到總次數(shù)為 N。最終通過下式得到相對應(yīng)的成功檢測概率：序列）時導碼中重復兩次，占用三幀，信號產(chǎn)生頻移，信道使用多路徑效應(yīng)在較差的 ETU 模式下，模擬時間可以提高到 100 分鐘。本要求不同的前導碼格式并對不同信道條件下的隨機前導序列檢測進行系統(tǒng)仿真，并在同樣條件下執(zhí)行不同算法的仿真比較。如果采用個人電腦的主流配置，仿真配置總數(shù)可達 30 臺總模擬時間接近 5000 小時。為了優(yōu)化反復模擬場景的性能，不考慮這一點。因此，模擬挖掘采用特殊算法

59、仿真服務(wù)器，簡要配置如圖 4-7 所示，由于 8 位四核處理器有效的計算能力（每次 10 次同步 PRACH 鏈路仿真）大大降低了仿真時間，為算法的校正和優(yōu)化提供了有力的保證。圖 4-7 仿真硬件參數(shù)4.5.2 仿真參數(shù)配置本次設(shè)計采用的 PRACH 上行鏈路模型主要分為主函數(shù)，PRACH 所有參數(shù)定義，生成基帶信號，生成前導序列矩陣，生成循環(huán)移位距離幾個功能模塊有主函數(shù)銜接，部分代碼見附錄。，各模塊4.6 仿真結(jié)果分析4.6.1 仿真結(jié)果2 天線，中低速場景，加性白噪聲信道，0Hz 頻偏，前導格式 03 的仿真結(jié)果如下圖：圖 4-8 仿真結(jié)果 12 天線，中低速場景，ETU70 信道，270

60、Hz 頻偏，前導格式 03 的仿真結(jié)果如下圖：圖 4-9 仿真結(jié)果 22 天線，高速場景，加性白噪聲信道，0Hz 頻偏，前導格式 03 的仿真結(jié)果如下圖：圖 4-10 仿真結(jié)果 32 天線，高速場景，ETU70 信道，270Hz 頻偏，前導格式 03 的仿真結(jié)果如下圖：圖 4-11 仿真結(jié)果 44.6.3 結(jié)果分析模擬參數(shù)配置前四使用個相同的信道條件，只有不同的前同步碼格式橫截面可以在格式 2 和格式 3 中進行。在系統(tǒng) SNR 級別，四個模擬結(jié)果的誤差檢測概率和誤報概率分別為 0.01 和 0.001，邊距為 1dB 左右。其中當使用前置碼格式 0 和前同步碼格式 1 時，假警報概率的檢測性