高速移動環(huán)境下LTE-R系統(tǒng)中的信道估計技術研究.pdf

1、LTE(Long Term Evolution)作為新一代的無線通信標準,進一步提高了無線通信中的數據傳輸質量。同時,隨著中國高速鐵路的迅速發(fā)展,高速移動環(huán)境下車地間高質量無線通信的需求日益增加。為滿足上述需求,需要考慮在高速鐵路中開展基于LTE-R(Long Term Evolution-Railway)的無線通信。
　　然而在高速移動環(huán)境下基于LTE-R的無線通信中,無線信道將呈現(xiàn)時間頻率雙重選擇性衰落,這將對信道估計環(huán)節(jié)造成

2、了巨大的挑戰(zhàn)。一方面,為了準確地估計出時間頻率雙重選擇性信道,需要消耗更多的導頻資源;另一方面,為了提高通信中的頻譜利用率,需要盡可能地減少信道估計中的導頻開銷。本文主要針對上述矛盾,研究了高速移動環(huán)境下LTE-R系統(tǒng)中的信道估計技術。通過本文的研究,利用更少的導頻開銷實現(xiàn)了對時間頻率雙重選擇性信道更加準確的估計。
　　首先,本文研究了高速移動環(huán)境下LTE-R系統(tǒng)中基于導頻的頻域信道估計方法。在傳統(tǒng)的基于導頻的頻域信道估計方法的基

3、礎上,本文將一種時頻二維插值的方法應用到了高速移動環(huán)境下LTE-R系統(tǒng)的信道估計中。通過同時利用信道在時域和頻域的相關性,該方法顯著提高了信道估計的準確度。此外,通過分析時間頻率雙重選擇性信道的特點,本文總結了傳統(tǒng)LTE下行鏈路導頻圖案在高速移動環(huán)境下存在的問題,并提出了高速移動環(huán)境下LTE-R下行鏈路導頻圖案的優(yōu)化思路。本文根據該導頻圖案優(yōu)化思路,同時結合ITU-VehA信道和COST259-RA信道,設計了LTE-R下行鏈路優(yōu)化導頻

4、圖案。通過合理設計高速移動環(huán)境下的導頻圖案,本文利用復雜度更低的信道估計方法,實現(xiàn)了對時間頻率雙重選擇性信道更加準確的估計。
　　其次,為了進一步降低信道估計中的導頻開銷,針對具有時域稀疏性的信道,本文研究了高速移動環(huán)境下LTE-R系統(tǒng)中基于壓縮感知的信道估計方法。通過同時利用信道的時域稀疏性以及LTE-R子幀中各OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)符號所對應信道的時域相

5、關性,本文提出了一種LTE-R系統(tǒng)中基于壓縮感知和插值的信道估計方法。該方法顯著降低了信道估計中的導頻開銷。同時仿真結果表明,該方法在高速移動環(huán)境下仍然具有良好的性能。針對LTE-R時隙中各OFDM符號所對應信道的稀疏相關性,本文提出了一種LTE-R系統(tǒng)中基于分布式壓縮感知的信道估計方法。通過對LTE-R時隙中多個OFDM符號所對應的信道進行聯(lián)合估計,該方法進一步提高了高速移動環(huán)境下LTE-R系統(tǒng)中信道估計的準確度。尤其當信噪比較低時,