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LTE作为3G技术的演进，在频带利用率，带宽的可配置性和数据传输速率上都有很好的优越性，从而受到全球的关注。而小区搜索是指移动台UE在初始接入小区时或移动台UE在进行小区切换过程时，找到服务小区ID号以及与服务小区取得时间和频率的同步过程。作为UE读取基站信息的前提，小区搜索过程的好坏直接影响整个通信系统的正常通信，只有完成成功的小区搜索，才能保证移动台UE与基站之间实现正常的数据交换。
本文首先介绍OFDM和MIMO技术在LTE系统中的应用，接着介绍与LTE-TDD系统小区搜索算法和搜索过程机制相关的物理层知识。然后重点对小区搜索进行了方案设计与具体分析，在此基础上提出了，UE在初始接入小区时的符号同步算法，组内小区ID号检测算法和频率同步算法：
在符号同步过程中，采用分级结构进行检测，首先对本地预先生成的三组主同步信号进行128点IFFT运算，然后用基于互相关的同步算法，分别与经过降采样的接收数据进行128点滑动相关，然后从三组相关结果中找出最大相关值，由最大值来确定组内小区ID号N(2)ID和粗定时同步的位置，完成粗符号同步和组内小区ID号检测，接着通过基于CP的最大似然检测算法来进行符号精同步操作，从而完成小区搜索算法中的整个符号同步过程。
在频率同步算法分析中，首先利用基于CP的最大似然检测算法来进行小数倍频偏估计，然后利用主同步信号良好的相关特性，将接收端的信号经FFT变换后与本地的主同步信号进行频域相关运算，如果不存在整数倍频偏时，本地的主同步信号序列与接收信号做相关后，峰值应该出现在相关后序列的正中间的位置；而当存在n个整数倍频偏时，则做完相关运算后，序列峰值应该出现在距离正中间为n个点的位置上，即偏离了中间位置n个点。由此可得到整数倍频偏的大小，完成整数倍频偏估计。
然后从LTE-TDD系统的发射机与接收机结构入手，对系统的结构框图进行详细说明，讨论了小区搜索和同步在接收流程中的位置与作用，最后结合FPGA的硬件特性，对小区搜索中的主同步信号生成模块和FFT处理模块等部分算法进行硬件实现，通过时序图可以看出设计出的主同步信号模块和FFT处理模块满足系统设计要求，可适用于LTE系统中。整个分析对LTE-TDD系统的标准发展有一定的实际意义，同时给正在开展的LTE-TDD系统的现场测试提供了一定的参考。