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长期演进(LTE)由第三代合作成员计划(3GPP)提出作为下一代无线通信技术的候选标准之一，其主要设计目标有：高的峰值速率和峰值频谱效率，高的小区吞吐量和频谱效率，高的话音容量，支持高达350km/h的移动速度，支持多媒体广播/多播业务(MBMS)，低的用户平面时延和低的控制平面时延和高的容量。为了实现这些目标，LTE系统采用正交频分复用(OFDM)这一多载波技术作为其下行链路的关键技术，基于如下优点：频谱重叠的正交子载波使得频谱效率较高，即使整个信号带宽经历频率选择性衰落，每个窄带子载波上都是平坦衰落，适当长度的循环前缀(CP)能够避免符号间干扰(ISI)；能够通过频域均衡实现低复杂度接收机。
无线信号经过衰落信道后，一方面，信号功率需要自动增益控制(AGC)维持在理想水平，这决定了后续的同步阈值和解调时判决区域的有效性。另一方面，快速而低复杂度的同步是必要的，这会影响终端功耗和用户体验。载频偏差会破坏OFDM符号子载波间的正交性，带来严重的子载波间干扰，极大降低系统的性能。接收端为了正确解调OFDM符号的子载波上调制的数据，需要设定正确的FFT窗口，FFT窗口偏移会带来子载波数据的相位旋转，甚至会带来ISI。采样定时同步也是必要的。
本论文主要对LTE系统下行链路的数字AGC(DAGC)算法和低复杂度同步算法进行了研究。首先介绍了LTE系统下行链路标准和信道模型，包括下行链路关键技术OFDM调制、物理资源、同步序列、小区专用参考信号、下行物理信道、帧结构、资源映射和扩展空间信道模型(SCME)。然后分析了几种常用的AGC算法并给出了通过上下行切换点检测来实现适用于TDD/FDD LTE的DAGC算法，并能够给出AGC增益值收敛信号控制初始同步算法是否工作，以避免增益值剧烈变化时接收信号进入初始同步算法带来正确率下降的影响。然后介绍了同步偏差对LTE系统的影响和几种适用于LTE下行链路的同步算法，接着分析了LTE系统对同步算法的精度和低复杂度要求并给出了适用于LTE终端的同步算法。最后在XilinxVirtex-6 FPGA开发板ML605上实现了同步算法，并给出了关键模块的设计和测试，之后分析了模块的复杂度，并得出结论。