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长期演进(LTE, Long Term Evolution)系统凭借其频谱利用率高,峰值速率大,覆盖范围广等优势,得到3GPP标准化组织的深入研究和各国移动通信运营商的广泛部署。LTE终端必须通过小区搜索过程获得目标小区标识以及下行定时和载波频率同步,然后才能够解调广播信道获取系统信息建立通信链路,所以在LTE系统中小区搜索是一个至关重要的物理层过程。小区搜索的实现过程中需要大量实时运算量处理,消耗硬件处理资源,制约终端性能的提高。本文通过对LTE系统小区搜索原理的研究,详细分析了同步信号的特点,提出了改进的小区搜索算法,大大降低运算量,节省终端的硬件资源。论文首先分析小区搜索的研究背景与意义,总结小区搜索在标准制定过程中的焦点问题和最终决议。然后对LTE物理层和关键技术进行概述,并分析定时误差和载波频偏对LTE系统的影响。接着详细阐述LTE小区搜索的原理,最后深入分析同步信号的特点,并提出改进的同步信号检测算法。本文取得的成果可以概括为以下四点：1.深入分析LTE主同步信号(PSS, Primary Synchronization Signal)的特点,提出利用PSS中心对称性和共轭对称性减少滑动相关运算量,给出了算法的详细推导过程。2.利用TDD帧结构存在保护间隔(GP, Gard Period)的特点,提出基于GP的PSS检测方法。首先通过功率窗搜索GP位置,然后根据TDD LTE系统中的特殊子帧配置缩小PSS搜索范围,从而降低PSS滑动相关运算量。并给出功率窗长度和功率比值门限参数确定的理论依据和方法。3.详细分析辅同步信号(SSS, secondary Synchronization Signal)的加扰方式,并给出SSS的序列检测和联合检测两种常规算法。利用m序列矩阵和哈达玛矩阵的变换关系,提出基于哈达玛变换的SSS检测算法。详细推导改进算法的理论依据并设计具体实现方案。4.搭建链路级仿真平台,对改进的PSS和SSS检测算法进行验证。