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同步和接入过程，是指终端与基站达到时间和频率上的同步并接入的过程。终端只有在定时准确和频偏补偿正确后，才能有效的进行数据传输，否则将会导致传输性能下降甚至接入失败。相较于传统移动通信系统，LTE-A系统引入了多小区协作传输和异构网络等组网方式，其同步和接入面临一些新的理论和实际问题亟待研究。
本文对LTE-A系统的同步和接入技术进行了研究，主要贡献包括:
第一，研究了多小区下行协作传输系统中频偏、定时误差和信道响应的联合最大似然估计，并推导了频偏和信道估计的CRB(Cramer-Rao Bound)。仿真表明，虽然最大似然估计在单小区系统下能良好的匹配CRB，但在多小区中匹配性有所下降。这是由于多个频偏、定时误差等因素使得训练序列间正交性的下降而导致的，同时说明多小区协作传输系统中的频偏和信道的最小无偏估计并不存在。木章的结论可作为为多小区协作传输系统设计和算法性能评估的参考。
第二，研究了多小区下行协作传输系统中频偏和信道估计的联合训练序列设计问题。通过分析发现多小区协作传输系统的特点，研究了基于最小均方误差的序列设计方法。在此设计准则下，得出了具备理想自相关特性和互相关特性的高斯序列为最优序列的结论，为多小区协作传输系统的训练序列设计提供了参考。
第三，研究了单小区LTE-A系统下行链路的接收机初始同步和小区接入机制，给出了一整套处理方案。该方案对低信噪比、频偏和信道衰落等因素较为鲁棒，相关算法和设计流程已运用到某知名终端芯片厂商的产品当中，可作为实用算法研究的参考。
第四，研究了LTE-A系统在异构网络下的部分关键接入技术。首先提出一种基于保护频带的带内感知算法，从而使得将带内感知引入LTE-A系统后所带来的影响降至最低;其次通过定义感知资源标示数据库的方式来保证多个次级系统的共存;再次提出了一种基于位置信息实现宏基站与家庭基站实现资源同频复用的方法。上述方案已联合某企业共同中请了专利保护，是一套较为可靠的解决方案。