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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:朱伃雯
研究生(外文):Yu-Wen Zhu
論文名稱:基於LTE-A系統下使用CORDIC演算法實現Zadoff-Chu序列之應用
論文名稱(外文):Applications of Zadoff-Chu Sequences Based on the CORDIC Algorithm for the LTE-A Systems
指導教授:胡家彰
指導教授(外文):Chia-Chang Hu
口試委員:胡家彰陳喬恩劉維正鄭献勳張名先
口試委員(外文):Chia-Chang HuChiao-En ChenWei-Cheng LiuJeng Shiann-ShiunMing-Xian Chang
口試日期:2015-06-11
學位類別:碩士
校院名稱:國立中正大學
系所名稱:通訊工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2015
畢業學年度:103
語文別:中文
論文頁數:58
中文關鍵詞:前導碼探測參考訊號門檻值
外文關鍵詞:SRSCORDICPRACHpreamblethreshold
相關次數:
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此篇論文提出使用數位座標旋轉運算器(CORDIC, COordinate Rotation DIgital Computer)實現Zadoff-Chu (ZC)序列以減少硬體複雜度,此演算法僅需要遞迴、加減法以及查表再利用簡單的關係式即可在時域及頻域中計算出ZC序列訊號,其大量地減少了乘法器的運用。此篇論文將此運算法應用在LTE-A PRACH前導碼(preamble)以及探測參考訊號(Sounding Reference Signal, SRS)中,其演算法不僅僅減少了硬體複雜度,其近似訊號以及原始ZC訊號之誤差也相當小。模擬結果顯示此近似訊號應用在PRACH前導碼以及探測參考訊號中的結果與使用理想ZC訊號的結果非常近似。
另外,此篇論文亦提出事先估測雜訊能量,以本地基地台的ZC序列與估測之雜訊訊號執行功率延遲分布偵測(Power Delay Profile, PDP),以其最大功率為門檻值,最後可以在模擬結果中看出此門檻值設置方法在訊雜比(Signal-to-Noise Ratio, SNR)低的時候具備優越的性能。

The coordinate rotation digital computer (CORDIC) algorithm for computing Zadoff-Chu (ZC) complex sequence elements is proposed. Algorithm transforms are employed to compute the elements recursively and eliminate multipliers. This CORDIC algorithm computes ZC-sequence elements both in time and frequency domains by using a simple duality relationship. With the aid of the CORDIC algorithm, applications of the Physical Random Access Channel (PRACH) preambles and sounding reference signals (SRS) in the Long Term Evolution-Advanced (LTE-A) systems are capable of decreasing the hardware complexity at the cost of slight performance degradation compared to the original ZC sequences.
In addition, a new method for setting the RA preamble detection threshold is proposed by using the estimated noise power in advance. The proposed threshold makes the miss detection rate of the RA preambles decreased.

中文摘要 i
英文摘要 ii
目錄 iii
圖目錄 vi
表目錄 viii
第一章 導論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 3
1.3 論文架構 4
第二章 CORDIC演算法原理及ZC序列 5
6.1 CORDIC演算法原理及基本概念 5
6.2 ZC序列 8
2.2.1ZC序列之特性 8
第三章 ZC序列之應用介紹 10
3.1 PRACH 10
3.1.1 隨機接入:競爭模式 11
3.1.2 隨機接入:非競爭模式 14
3.1.3 PRACH時頻域結構 15
3.2 探測參考訊號 SRS 22
6.2.1 週期性SRS 23
6.2.2 非週期性SRS 26
第四章 以CORDIC演算法實現ZC序列及其應用 27
4.1 以CORDIC演算法實現ZC序列 27
4.2 以CORDIC演算法實現之ZC序列應用─RA preamble 29
4.3 以CORDIC演算法實現之ZC序列應用─SRS 31
第五章 使用估測之雜訊功率設置RA preamble偵測門檻值 34
5.1 系統模型 34
5.2 SNR以及雜訊功率估測 35
5.3 以估測之雜訊設置門檻值 37
第六章 電腦模擬與分析結果 38
6.1 電腦模擬及通道模型 38
6.2 CORDIC演算法之模擬圖分析 41
6.2.1 CORDIC演算法實現ZC序列之誤差圖 41
6.2.2 以CORDIC演算法實現ZC序列之應用─RA preamble 42
6.2.3 以CORDIC演算法實現ZC序列之應用─SRS 43
6.3 以估測之雜訊功率設置門檻值之模擬圖分析 47
第七章 結論與未來展望 48
參考文獻 49










圖目錄
圖 頁碼
2.1 CORDIC演算法示意圖 5
3.1 隨機接入程序:競爭接入模式示意圖 11
3.2 隨機接入程序:非競爭模式示意圖 14
3.3 PRACH、PUCHH以及PUSCH時頻域位置示意圖 15
3.4 PRACH preamble時域結構 16
3.5 RA preamble格式 17
3.6 SRS傳輸位置示意圖 22
3.7 全頻域SRS示意圖 23
3.8 跳頻SRS示意圖 24
3.9 SRS頻域映射示意圖 25
4.1 RA preamble傳送端示意圖 29
4.2 RA preamble接收端示意圖 30
4.3 PDP峰值示意圖 30
4.4 OFDM傳送端與接收端示意圖 31
5.1 RA preamble時域架構示意圖 35
6.1 CORDIC演算法實現ZC序列之誤差圖 41
6.2 以CORDIC實現ZC序列應用於RA preamble之錯失偵測機率 42
6.3 以CORDIC實現ZC序列應用於SRS在不同通道模型 (EPA、ETU ) 下的
NMSE通道估測 (2x4) 44
6.4 以CORDIC實現ZC序列應用於SRS在不同通道模型 (EPA、ETU ) 下的
NMSE通道估測 (2x8) 44
6.5 以CORDIC實現ZC序列應用於SRS在通道環境為EPA的情況下,不同
都普勒效應(5Hz以及300Hz)的NMSE通道估測 (2x4) 45
6.6 以CORDIC實現ZC序列應用於SRS在通道環境為EPA的情況下,不同
都普勒效應(5Hz以及300Hz)的NMSE通道估測 (2x8) 45
6.7 以估測之雜訊功率設置門檻值之後的RA preamble錯失偵測機率 47


表目錄
表 頁碼
3.1 RACH參數 11
3.2 RA preamble格式 16
3.3 格式0~3之ZC根序列索引值 20
3.4 ZC序列基本循環位移值 21
6.1 EPA參數表 39
6.2 ETU參數表 40
6.3 圖6.2的基本設定 42
6.4 圖6.3至圖6.6的基本設定 43
6.5 圖6.7的基本設定 47



[1] J. E. Volder, “The CORDIC trigonometric computing technique,” IRE Trans. Electronic Computers, vol. 8, pp. 330–334, Sep. 1959.
[2] E. Dahlman, S. Parkvall, and J. Sköld, 4G LTE/LTE-Advanced for Mobile Broadband, Cambridge University Press, 2009.
[3] Farooq Khan, LTE for 4G Mobile Broadband-Air Interface Technologies and Performance, Academic Press, 2011.
[4] 3GPP TS 36.213, Evolved Universal Terrestrial Radio Access (EUTRA), Physical layer procedures, v10.6.0, Jun. 2012.
[5] 李靜,「基於LTE系統的PRACH仿真鏈路平台設計和Preamble檢測算法研究」,武漢理工大學信息工程學院工學碩士學位論文,2011年6月。
[6] 3GPP TS 36.211, Evolved Universal Terrestrial Radio Access (EUTRA), Physical Channels and Modulation, v10.5.0, Jun. 2012.
[7] 3GPP. 3GPP TSG RAN: TS36.212v8.9.0 E-UTRA, Physical Channels and Modulation, Dec. 2009.
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[9] 3GPP. 3GPP TSG RAN: TS36.101v8.3.0 E-UTRA, User Equipment (UE) radio transmission and reception, Jan. 2011.
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[11] B. Zhou, L. Jiang, and S. Zhao, “Sounding reference signal design for TDD LTE-Advanced system,” in Proc. IEEE Wireless Commun. and Networking Conf. (WCNC), Shanghai, China, 2012, pp. 410-415.
[12] M. Zivkovic and R. Mathar, “Zadoff-Chu Sequence Based Time-Domain SNR Estimation for OFDM Systems” in Proc IEEE Signal Processing Advances in Wireless Communications (SPAWC), Aachen, Germany, 2014, pp. 110-114.
[13] M. Morelli and M. Moretti, “Joint maximum likelihood estimation of CFO, noise power, and SNR in OFDM systems,” IEEE Wireless Commun. Letters, vol. 2, no. 1, pp. 42-45, Feb. 2013.
[14] 3GPP. 3GPP TSG RAN: TS36.211v9.1.0 E-UTRA, Physical Channels and Modulation, Mar. 2010.

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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