基于LTE的信道估计技术研究

论文摘要

为了迎接飞速发展的移动通信市场所带来的机遇和挑战,在3G标准已然定案之际,各大通信厂商围绕核心专利又展开了新一轮的争夺,从而促成了3GPPLTE项目的启动和发展。与以往的通信系统相比,LTE在容量、时延、峰值速率和频谱分配灵活性方面均取得了重要突破,其延伸出的诸多课题近年来已经成为理论界的研究热点。本文所进行的基于LTE的信道估计技术研究,具体来讲,就是在充分了解LTE物理层相关协议的基础上,根据上、下行链路自身的特点,结合现有的信道估计技术,设计出符合LTE上、下行链路应用实际的、可行的信道估计方案。在LTE下行链路信道估计算法研究中,本文首先依据传统的信道估计算法（即LS算法和基于DFT的信道估计算法）设计出了两种估计方案。然后对这两种方案的性能进行了理论分析,并针对各自的不足之处提出了相应的改进算法。最后通过仿真,对各种信道估计方案的性能进行了验证与分析,仿真结果表明本文设计的两种改进算法不仅具有良好的估计性能,而且拥有较低的复杂度,是LTE下行链路信道估计的较理想的选择方案。在LTE上行链路信道估计算法研究中,本文首先分析了其与下行信道估计的区别与联系。在此基础上,对3种典型的信道估计算法的可行性进行评估,设计出最合理的LTE上行信道估计方案,即LS信道估计加线性插值的方案,并且对MU-MIMO场景中,多用户信号的分离算法进行了理论分析与研究。随之又提出了通过LMMSE滤波来提升性能的设想,以作为上行信道估计方案的补充,并给出了一种可行的次优LMMSE滤波方案作为实际应用的参考。仿真结果表明本文设计的LTE上行链路信道估计方案,即LS算法及LMMSE滤波（可选）加时域线性插值方案,符合LTE上行链路的应用实际,且能够满足LTE上行链路的性能要求,适合在上行DFT-S-OFDM系统中应用。文章的最后,在总结全文研究的基础上,对下一步研究工作进行了展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 3GPP LTE项目启动背景
• 1.1.2 LTE物理层关键技术
• 1.1.3 信道估计技术研究对于LTE系统的重要意义
• 1.2 本文主要工作
• 1.3 论文的内容及章节安排
• 第2章 信道估计技术
• 2.1 无线信道模型
• 2.2 典型的信道估计技术
• 2.2.1 系统模型
• 2.2.2 LS算法
• 2.2.3 LMMSE算法
• 2.2.4 基于DFT的信道估计算法
• 第3章 LTE下行信道估计算法研究
• 3.1 LTE下行链路参考信号及导频结构分析
• 3.2 LTE下行链路信道估计算法设计
• 3.2.1 LS算法在LTE下行链路中的实现流程设计
• 3.2.2 基于DFT的信道估计算法在LTE下行链路中的实现流程设计
• 3.2.3 对LTE下行信道估计两种基本实现方案的性能分析及改进方案的提出
• 3.3 LTE下行链路信道估计算法仿真及结果分析
• 3.3.1 仿真方案
• 3.3.2 仿真条件及假设
• 3.3.3 仿真结果
• 3.3.4 仿真结果分析及结论
• 第4章 LTE上行信道估计算法研究
• 4.1 LTE上行链路参考信号及导频结构分析
• 4.2 LTE上行链路信道估计算法设计
• 4.3 LTE上行链路信道估计算法仿真及结果分析
• 4.3.1 仿真方案
• 4.3.2 仿真条件及假设
• 4.3.3 仿真结果
• 4.3.4 仿真结果分析及结论
• 第5章 总结与展望
• 5.1 论文总结
• 5.2 下一步研究工作
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文