LTE系統(tǒng)下行鏈路信道估計(jì)研究.pdf

1、為了滿足下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)高數(shù)據(jù)傳輸速率和業(yè)務(wù)的迫切需求,3GPP組織啟動(dòng)了通用移動(dòng)通信系統(tǒng)(UMTS)的長期演進(jìn)(LTE)項(xiàng)目。LTE系統(tǒng)將多載波調(diào)制技術(shù)和多輸入多輸出技術(shù)相結(jié)合,能夠有效對(duì)抗頻率選擇性衰落,并顯著提高系統(tǒng)吞吐量。LTE系統(tǒng)接收機(jī)采用相干檢測,故為了獲得最佳的接收性能,必須已知信道狀態(tài)信息(CSI),而CSI通過基于導(dǎo)頻輔助的信道估計(jì)方法獲得,信道估計(jì)的精確度將直接影響接收機(jī)的性能。本文對(duì)LTE系統(tǒng)下行鏈路中的信道估

2、計(jì)進(jìn)行了研究,主要內(nèi)容如下:
　　 首先,研究了最小二乘(LS)和最小均方誤差(MMSE)準(zhǔn)則的信道估計(jì)方法。LS準(zhǔn)則信道估計(jì)方法包括頻域LS、時(shí)域LS和規(guī)則化的LS等。對(duì)于頻域LS信道估計(jì),為了進(jìn)一步去除噪聲影響,論文又研究了基于DFT的信道估計(jì)算法和基于DCT的信道估計(jì)算法。為了獲得更好的信道估計(jì)性能,逼近MMSE估計(jì),同時(shí)降低算法復(fù)雜度,論文還研究了基于SVD的LMMSE信道估計(jì)方法和基于DCT分解的LMMSE信道估計(jì)方法

3、等。在獲得導(dǎo)頻位置處的信道頻域響應(yīng)(CFR)之后,為了獲得數(shù)據(jù)子載波的信道信息,本文利用導(dǎo)頻信道的時(shí)域和頻域的相關(guān)性,采用兩個(gè)一維的插值方法恢復(fù)出全部信道的CFR。論文研究了線性插值、spline插值、sinc函數(shù)插值和基于變換域插值等數(shù)據(jù)段信道信息的估計(jì)方法等。仿真結(jié)果表明時(shí)域采用線性插值,頻域采用DCT插值可以獲得較好的信道估計(jì)性能。
　　 其次,研究了大時(shí)延信道下的信道估計(jì)算法。對(duì)于大時(shí)延的ETU衰落信道,基于一維DFT或

4、DCT的信道估計(jì)算法會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的MSE錯(cuò)誤平臺(tái)。本文給出了基于二維DCT的信道估計(jì)算法在LTE下行鏈路中的應(yīng)用。仿真結(jié)果表明,基于二維DCT的信道估計(jì)算法在ETU信道下可以獲得良好的信道估計(jì)性能。在獲得導(dǎo)頻信道估計(jì)值之后,采用通常的先頻域后時(shí)域的兩個(gè)一維的插值算法獲得的數(shù)據(jù)信道估計(jì)值會(huì)有一定的MSE性能損失。因此,根據(jù)LTE下行鏈路導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)的分布特點(diǎn),本文提出了利用時(shí)域相關(guān)性對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)時(shí)頻域十字交叉點(diǎn)信道進(jìn)行插值的方法,先插值恢復(fù)出交叉

5、點(diǎn)處的數(shù)據(jù)信道信息,然后利用已估計(jì)出的導(dǎo)頻信道和交叉點(diǎn)信道估計(jì)值,進(jìn)行先頻域后時(shí)域的順序插值恢復(fù)出全部的信道信息。接著,論文還研究了先利用時(shí)頻域相關(guān)性分別插值出十字交叉點(diǎn)處信道信息再聯(lián)合的信道估計(jì)方法。仿真結(jié)果顯示,該方法在低速環(huán)境可以取得一定的MSE增益。
　　 最后,論文還研究了LTE系統(tǒng)下行多天線場景下的采用上述各種信道估計(jì)方法所能獲得的誤比特率(BER)性能。研究內(nèi)容包括下行鏈路2×1天線配置下的發(fā)送分集方案和2×2天線