以正交頻分復(fù)用(OFDM)和多輸入多輸出(MIMO)為核心的長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)技術(shù)被視作3G向4G演進(jìn)的主流技術(shù)。LTE上行采用單載波頻分多址(SC-FDMA)方案,支持多用戶(hù)MIMO(MU-MIMO)場(chǎng)景,因此MU-MIMO下的信道估計(jì)技術(shù)顯得尤為重要。本文以SISO場(chǎng)景下的信道估計(jì)為基礎(chǔ),對(duì)LTE上行MU-MIMO場(chǎng)景下的信道估計(jì)進(jìn)行了研究。首先構(gòu)建了基于MATLAB的LTE上行物理層仿真平臺(tái)。該平臺(tái)由發(fā)射機(jī)模塊、接收機(jī)模塊和信道模塊組成,支持MU-MIMO應(yīng)用和多種信道模型。后續(xù)研究中在該平臺(tái)上進(jìn)行信道估計(jì)技術(shù)的BLER性能仿真,以驗(yàn)證信道估計(jì)技術(shù)的計(jì)算復(fù)雜度和估計(jì)準(zhǔn)確性。其次對(duì)已有的SISO場(chǎng)景下的參考信號(hào)設(shè)計(jì)和信道估計(jì)技術(shù)進(jìn)行了分析。參考信號(hào)主要分析了Zadoff-Chu序列、循環(huán)時(shí)間移位、循環(huán)移位跳變、DMRS信號(hào)插入間距等重要理論概念。信道估計(jì)技術(shù)主要分析了信道插值估計(jì)、最小二乘(LS)估計(jì)、變換域估計(jì)、最小均方誤差(MMSE)估計(jì)等常用信道估計(jì)方法。最小二乘(LS)估計(jì)常常作為聯(lián)合估計(jì)算法的第一步,它的原理和實(shí)現(xiàn)步驟比較簡(jiǎn)單,但是受到噪聲的影響較大。插值擬合就是利用已估計(jì)出的參考信號(hào)RE的CFR值去擬合數(shù)據(jù)RE的CFR值,不需要利用任何已知的信道信息,常用的插值算法有:線性插值、高斯插值、三次樣條插值等。變換域估計(jì)方法在LTE中的應(yīng)用主要有兩種:DFT-based變換域估計(jì)和DCT-based變換域估計(jì),其中,基于DFT的變換域估計(jì)由于可以直接利用OFDM系統(tǒng)中的FFT模塊,所以獲得了更加廣泛的應(yīng)用。最小均方誤差(MMSE)估計(jì)利用了信道的二階統(tǒng)計(jì)特性,性能優(yōu)于上述幾種估計(jì)算法,但是它的計(jì)算復(fù)雜度也是最高的,主要包括:MMSE算法、簡(jiǎn)化MMSE算法和SVD算法等。在充分研究SISO情況下的信道估計(jì)算法后,提出了上行MU-MIMO情況下的參考信號(hào)設(shè)計(jì)和信道估計(jì)算法的改進(jìn)。參考信號(hào)的設(shè)計(jì)是對(duì)現(xiàn)有參考信號(hào)的繼承和較小的改動(dòng),采用最大間距的循環(huán)移位組合,使得在信道估計(jì)時(shí)不同循環(huán)移位間的串?dāng)_最小,滿(mǎn)足對(duì)低版本LTE的兼容和MU-MIMO的應(yīng)用。信道估計(jì)算法是在基于DFT的變換域估計(jì)的基礎(chǔ)上所作的多種算法的聯(lián)合估計(jì),為了減少CIR能量泄露和頻域Gibbs現(xiàn)象導(dǎo)致的MSE的上升,利用動(dòng)態(tài)噪聲門(mén)限和頻域窗函數(shù)來(lái)提高性能。利用前述的仿真平臺(tái),對(duì)MU-MIMO情況下使用動(dòng)態(tài)噪聲門(mén)限和頻域窗函數(shù)的基于DFT的變換域估計(jì)算法進(jìn)行了仿真。由仿真曲線可知,改進(jìn)后的基于DFT的變換域估計(jì)算法實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的功能,同時(shí),使用動(dòng)態(tài)噪聲門(mén)限和頻域窗函數(shù)技術(shù)可以有效提高信道估計(jì)的準(zhǔn)確性。
【學(xué)位單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類(lèi)】：TN929.5

【參考文獻(xiàn)】

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1 楊磊;;LTE上行物理層仿真平臺(tái)的研究與實(shí)現(xiàn)[J];信息通信;2013年06期

本文編號(hào)：2811100