LTE系統(tǒng)下行鏈路信道估計研究.pdf

1、為了滿足下一代移動通信系統(tǒng)對高數(shù)據(jù)傳輸速率和業(yè)務(wù)的迫切需求,3GPP組織啟動了通用移動通信系統(tǒng)(UMTS)的長期演進(LTE)項目。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通過基于導頻輔助的信道估計方法獲得,信道估計的精確度將直接影響接收機的性能。本文對LTE系統(tǒng)下行鏈路中的信道估

2、計進行了研究,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)準則的信道估計方法。LS準則信道估計方法包括頻域LS、時域LS和規(guī)則化的LS等。對于頻域LS信道估計,為了進一步去除噪聲影響,論文又研究了基于DFT的信道估計算法和基于DCT的信道估計算法。為了獲得更好的信道估計性能,逼近MMSE估計,同時降低算法復雜度,論文還研究了基于SVD的LMMSE信道估計方法和基于DCT分解的LMMSE信道估計方法

3、等。在獲得導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,本文利用導頻信道的時域和頻域的相關(guān)性,采用兩個一維的插值方法恢復出全部信道的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)段信道信息的估計方法等。仿真結(jié)果表明時域采用線性插值,頻域采用DCT插值可以獲得較好的信道估計性能。
　　 其次,研究了大時延信道下的信道估計算法。對于大時延的ETU衰落信道,基于一維DFT或

4、DCT的信道估計算法會出現(xiàn)嚴重的MSE錯誤平臺。本文給出了基于二維DCT的信道估計算法在LTE下行鏈路中的應(yīng)用。仿真結(jié)果表明,基于二維DCT的信道估計算法在ETU信道下可以獲得良好的信道估計性能。在獲得導頻信道估計值之后,采用通常的先頻域后時域的兩個一維的插值算法獲得的數(shù)據(jù)信道估計值會有一定的MSE性能損失。因此,根據(jù)LTE下行鏈路導頻結(jié)構(gòu)的分布特點,本文提出了利用時域相關(guān)性對導頻信號時頻域十字交叉點信道進行插值的方法,先插值恢復出交叉

5、點處的數(shù)據(jù)信道信息,然后利用已估計出的導頻信道和交叉點信道估計值,進行先頻域后時域的順序插值恢復出全部的信道信息。接著,論文還研究了先利用時頻域相關(guān)性分別插值出十字交叉點處信道信息再聯(lián)合的信道估計方法。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