LTE下行链路信道估计技术研究与实现

论文摘要

作为一类重要的3G演进技术,3GPP长期演进计划项目LTE改进并增强了现行3G的空中接口技术,在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbps与上行50Mbps的峰值速率。为了支撑LTE高速宽带无线传输,信道估计技术、时频域同步技术和降低峰均功率比等技术就成为了LTE系统的关键技术。论文是在分析LTE标准下行链路的基础上,结合信道估计和信噪比估计技术的研究现状,重点分析和讨论满足LTE标准下行链路的信道估计与信噪比估计的实现技术方案。论文根据LTE标准协议TS36.211-TS36.214,研究分析了最小二乘（LS）、最小均方误差（MMSE）和最优线性均方误差（BLUE）三种信道估计算法的性能,结合LTE下行链路的实际应用需求,对非导频位置信道插值估计方法进行综合分析和比较,设计出一种基于LS导频子载波,频域采用改进DFT滤波插值且时域进行线性插值的LTE下行链路信道估计技术方案,该方案利用估计出的信道信息合理设置噪声门限,根据信号和噪声能量分布合理选择滤波窗可以更好的滤除噪声,降低噪声带来的估计误差,系统仿真表明该方案能够达到较好的估计性能且实现复杂度低。对于信噪比估计技术,首先分析和研究Boumard信噪比估计技术方案,同时结合MMSE信噪比估计算法,提出了一种适用于LTE标准的改进Boumard信噪比估计算法,在LTE下行链路的仿真结果表明该方法可以有效提高信噪比估计性能。针对工程应用需求,论文对基于线性插值的LS信道估计和AWGN信道环境下Boumard信噪比估计方法进行了DSP算法设计与验证,讨论分析了算法实现的资源占用和估计精度,实现结果表明,基于线性插值的LS信道估计和AWGN信道环境下Boumard信噪比估计方法具有复杂度低、系统资源占用率少的特点,可以满足实际系统的应用需求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 论文研究意义和研究现状
• 1.2 论文研究内容和主要研究结论
• 1.3 论文的章节安排
• 第二章 LTE下行链路系统模型
• 2.1 LTE下行链路物理层模型
• 2.2 无线信道模型
• 2.2.1 MIMO信道模型及其容量
• 2.2.2 SCM信道模型
• 2.3 LTE标准下MIMO-OFDM等效信道模型
• 2.4 本章小结
• 第三章 LTE下行链路信道估计技术方案
• 3.1 基于子空间的盲信道估计
• 3.2 基于导频子载波的信道估计
• 3.2.1 导频结构
• 3.2.2 导频序列设计分析
• 3.2.3 基本算法
• 3.3 数据子载波插值方法
• 3.3.1 线性插值
• 3.3.2 高斯插值
• 3.3.3 基于DFT滤波插值
• 3.3.4 改进的基于DFT滤波插值
• 3.4 仿真结果及方案选型分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 信噪比估计方法
• 4.1 信噪比估计的技术需求
• 4.2 传统的估计方案
• 4.2.1 AWGN信道环境下估计方案
• 4.2.2 衰落信道条件下Boumard信噪比估计方案
• 4.2.3 MMSE估计方案
• 4.3 改进的Boumard信噪比估计方案
• 4.4 仿真结果及方案选型分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 信道估计和信噪比估计DSP实现
• 5.1 DSP硬件开发环境
• 5.2 DSP实现及结果分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 本文工作总结
• 6.2 下一步研究工作和展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文