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4.2.5 判决门限T和检测概率的理论推导 20
4.3 随机接入前导序列的检测仿真分析 23
4.3.1 不加窗检测，验证理论推导 23
4.3.2 加窗检测 26
4.3.3 分析加窗与否对仿真的影响 27
4.3.4 加窗检测，分析有无频偏对仿真结果的影响 29
结 论 31
致 谢 32
参考文献33
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
从1990s至今，移动通信技术不断飞速地发展。渐渐地，移动通信成为人们生活中不能缺少的部分，但与此同时，用户对移动通信技术的要求和希望也逐渐提高。为了满足移动通信用户逐渐增多的需求，第三代合作伙伴计划制定了LTE（长期演进Long Term Evolution）计划。人们熟知的“准4G”技术就是指LTE计划。LTE技术在后来有了更进一步的发展，我们称之为LTE-Advanced 技术，也就是真正的“4G”技术。我们将LTE系统称作是第四代蜂窝通信系统。
LTE目前的竞争力很强，市场前景一片光明。LTE物理层有很多关键技术，本文主要介绍其中的随机接入技术。
随机接入技术作为LTE关键技术之一，着实有着不可替代的作用。一个用户设备要能被调度进行上行传输，只有在它的上行传输时间同步之后才能进行[1]，若上行传输时间不同步，则调用资源会紊乱，用户之间互相干扰。LTE随机接入信道用于为那些还未上行同步的用户实现同步。可见，LTE随机接入信道起着很重要的作用。
大量的网络用户，可能因为各种原因、各种需求需要接入移动网络，每次接入网络时，都需要启动随机接入过程。随机接入过程如此频繁，所以，随机接入性能的好坏很重要。只有性能极佳的随机接入过程才能保证好的接入质量以及极高的用户满意度。在基于竞争的随机接入过程中，用户设备（UE）向基站（e-Node B）发送随机接入前导序列后，基站对前导序列进行检测，来判断是否允许接入，因此随机接入前导检测的研究就显得尤为重要。前导序列检测的性能好坏，影响着用户设备能否快速、高效地接入网络。由此可见,研究LTE系统中随机接入是非常有必要的。
1.2 LTE介绍
1.2.1 LTE目标和需求
LTE系统的主要目标和需求[2-3]包括：
1) 峰值速率：系统占用的带宽越大，系统的峰值速率越大。当系统占用高达20MHz的带宽情况下，上行瞬间峰值速率达到50Mbit/s,而下行更快，达到上行的两倍；
2) 系统延迟：系统延迟在控制面和用户面两方面下降；
3) 用户吞吐量：要求小区边界和平均的吞吐量能够有所提高；
4) 控制面容量：控制面容量提高，表现在系统带宽为5MHz时，至少200个用户可以在同一小区内使用网络；
5) 频谱效率：要求提高上行和下行的频谱效率；
6) 移动性：要求蜂窝移动网络可移动；
7) 建网成本：要求降低建设网络的成本，节约财力；
8) 带宽配置：带宽配置要求足够灵活，可以支持各种带宽，如1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz和20MHz等等；
9) 覆盖范围：要求网络能够覆盖到半径100km的小区；
10) 系统复杂度：降低系统复杂度，为网络测试、运行提供方便。
1.2.2 LTE物理层关键技术
本节概述了LTE无线接口设计的三项基本技术[4]：
1) 多载波技术（OFDM）
LTE下行采用OFDMA，上行采用SC-FDMA。其中OFDMA是对多载波技术（OFDM）的扩展。OFDM将有效的传输带宽分为很多条相互正交，并且能够单独或者成组地传输独立的信息流的窄带子载波。OFDMA技术利用这种带宽切分，在用户间共同分享子载波。与OFDM类似，SC-FDMA将传输带宽划分成多个并行子载波，它们利用循环前缀或者保护间隔在频率选择信道中保持正交。
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