以正交頻分復用(OFDM)和多輸入多輸出(MIMO)為核心的長期演進(LTE)技術被視作3G向4G演進的主流技術。LTE上行采用單載波頻分多址(SC-FDMA)方案,支持多用戶MIMO(MU-MIMO)場景,因此MU-MIMO下的信道估計技術顯得尤為重要。本文以SISO場景下的信道估計為基礎,對LTE上行MU-MIMO場景下的信道估計進行了研究。首先構建了基于MATLAB的LTE上行物理層仿真平臺。該平臺由發(fā)射機模塊、接收機模塊和信道模塊組成,支持MU-MIMO應用和多種信道模型。后續(xù)研究中在該平臺上進行信道估計技術的BLER性能仿真,以驗證信道估計技術的計算復雜度和估計準確性。其次對已有的SISO場景下的參考信號設計和信道估計技術進行了分析。參考信號主要分析了Zadoff-Chu序列、循環(huán)時間移位、循環(huán)移位跳變、DMRS信號插入間距等重要理論概念。信道估計技術主要分析了信道插值估計、最小二乘(LS)估計、變換域估計、最小均方誤差(MMSE)估計等常用信道估計方法。最小二乘(LS)估計常常作為聯合估計算法的第一步,它的原理和實現步驟比較簡單,但是受到噪聲的影響較大。插值擬合就是利用已估計出的參考信號RE的CFR值去擬合數據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。變換域估計方法在LTE中的應用主要有兩種:DFT-based變換域估計和DCT-based變換域估計,其中,基于DFT的變換域估計由于可以直接利用OFDM系統(tǒng)中的FFT模塊,所以獲得了更加廣泛的應用。最小均方誤差(MMSE)估計利用了信道的二階統(tǒng)計特性,性能優(yōu)于上述幾種估計算法,但是它的計算復雜度也是最高的,主要包括:MMSE算法、簡化MMSE算法和SVD算法等。在充分研究SISO情況下的信道估計算法后,提出了上行MU-MIMO情況下的參考信號設計和信道估計算法的改進。參考信號的設計是對現有參考信號的繼承和較小的改動,采用最大間距的循環(huán)移位組合,使得在信道估計時不同循環(huán)移位間的串擾最小,滿足對低版本LTE的兼容和MU-MIMO的應用。信道估計算法是在基于DFT的變換域估計的基礎上所作的多種算法的聯合估計,為了減少CIR能量泄露和頻域Gibbs現象導致的MSE的上升,利用動態(tài)噪聲門限和頻域窗函數來提高性能。利用前述的仿真平臺,對MU-MIMO情況下使用動態(tài)噪聲門限和頻域窗函數的基于DFT的變換域估計算法進行了仿真。由仿真曲線可知,改進后的基于DFT的變換域估計算法實現了預期的功能,同時,使用動態(tài)噪聲門限和頻域窗函數技術可以有效提高信道估計的準確性。
【學位單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：TN929.5

【參考文獻】

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1 楊磊;;LTE上行物理層仿真平臺的研究與實現[J];信息通信;2013年06期

本文編號：2811100