1. 研究目的与意义（文献综述）

移动通信未来的竞争焦点是数据业务。为了提高数据传输速率，加快移动通信宽带化的步伐，实现下行 100mbps，上行 50mbps 的高速率无线接入技术，3gpp 组织提出了长期演进(lte)研究框架。lte是一个针对gsm/umts系统进行演进的移动通信协议。lte的基本目标是提高无线移动网络的系统容量和数据传输速度，更进一步的目标是重新设计一个在网络架构上比3g网络结构更为简化且其核心网是基于ip的新的移动通信网络。2012年1月18日，在国际电信联盟(itu, international telecommunication union)无线通信全会中，lte通过了imt-advanced标准，成为4g标准之一。

lte 系统中的随机接入信道(rach，rand access channel)主要用于终端向基站请求资源。在物理随机接入信道(prach，physical rand access channel)中，由试图接入系统的用户通过 prach 发射一个 zadoff-chu(zc)序列前导，通过不同循环移位产生的 zc 序列前导用于不同用户。由于 zc 序列具有完美的自相关和互相关特性，接收机可以通过一个简单的基于相关检测的方法来找到对应的接入用户。

zadoff-chu（zc）序列在自相关函数（acf）和互相关函数（ccf）方面具有理想的性质。zc序列的acf只有在零延时（和周期扩展）时才是非零的。自相关实际上是狄拉克三角函数。ccf的大小是常数，等于序列长度的平方根。zc序列是等幅零自相关（cazac）序列的一种形式。cazac和zc序列的开创性工作是在20世纪60年代进行的，它们具有良好的相关性。奇数长度的zc序列可以用公式在时间域中数学表示

2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究内容和目标

研究的基本内容，Zadoff-Chu序列具有很好的相关性，本论文研究该序列的产生方法，并设计一个在4天线接收下的接收机同步系统，研究接收机同步判决的检测门限设置，要求能在信噪比为10分贝时保证系统的虚警概率。此外，在系统有时偏时，能估计系统时偏。设计发射和接收方案. 采用MATLAB编程仿真系统性能。

研究目标。计划完成有Zadoff-Chu序列的同步接收设计，尝试软件仿真验证效果，完成资料整理和论文编写。

2.2 拟采用的技术方案

2.2.1 多接收天线的随机接入检测系统

本设计要在PRACH的接收端进行相关操作检测。下图说明了一种多接收天线的随机接入监测系统，图中是基带检测随机接入前导信号的总体结构框图 。接收机在基带先对每个天线上接收到的信号进行预处理，其输出取模后平方，经过合并后进入峰值检测模块与预先设置的阈值进行比较判决。

图1 多天线随机接入基带检测系统原理框图

2.2.2 前导检测算法

随机接入前导测量系统设计中最为重要的问题是如何在保证测量概率和虚警概率的前提条件下是系统的设计更为简单，同时在低信噪比条件下尽可能的捕获接入用户。LTE 随机接入前导信号的测量要解决的是在加性高斯白噪声背景中，经过多径传播的频率选择性衰落信号的检测问题。

LTE随机前导的捕获问题，实际上是一个相关峰值的过门限判决问题。为了使得接收机设计简单，考虑到随机接入过程的短时性，本文设计了一种简单有效的 LTE 前导接入检测系统。该系统在频域进行相关运算，对多天线支路的相关值在功率级进行非相干合并，基于虚警概率设置判决门限，并采用线性近似虚警概率曲线使得阈值计算非常简单。为了提高低 SNR 的检测概率，系统还采用了一种简单的信号预处理技术。

3. 研究计划与安排

第1-3周 查阅相关文献资料，明确研究内容，了解基于zadoff-chu的同步接收技术的实现方案，弄清工作原理，完成开题报告。

第4-7周 进一步阅读相关文献，确定系统框架，明确设计要点，完成改进设计方案。

第8-10周 根据系统的工作流程进行分步骤仿真，测试设计的可行性，获得初步仿真部署结果。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]李平安.一个简单有效的lte随机接入前导检测系统[j].系统仿真学报.2013年6月，第25卷第6期.

[2]倪锐.lte随机接入zc序列生成及检测[d].四川：电子科技大学，2012年5月.

[3]李小莉.基于zadoff-chu序列的ofdm信道估计[d].广东：华南理工大学，2016年04月.