LTE-A系统的信道估计和导频设计研究

摘要

在下一代移动通信系统中,数据的相干检测和软译码等处理都需要预先知道信道估计中给出的信道传输系数,这些信道估计传输系数的估计精度直接决定了系统接收机的性能,因此信道估计和导频设计成为LTE和LTE-A系统的关键技术之一。
　　 本文首先研究了一种适合LTE的改进型Jakes信道仿真模型,提出了LTE系统信道仿真流程图。并以此为基础构建了LTE系统的时频二维信道估计,比较不同信道估计算法的性能。本文还提出了一种基于OFDM技术的LTE系统中导频信号的设计方法。该方法根据最大多径时延和最大多普勒频移来确定导频符号的时域和频域间隔,利用穷举法得到满足条件的所有的导频图案,采用二维维纳滤波估计算法获得的信道和实际产生信道的最小MSE结果得到最优的导频图案并通过BER曲线进行确认。仿真结果表明应用所设计的最优导频图样的系统与应用原始LTE导频图样相比具有更好的误码率(Bit Error Rate,BER)性能,证明了此方法的正确性和高效性。
　　 本文还研究了LTE-A系统常规CP的参考信号设计。根据常规CP的参考信号设计原则,对现有的常规CP参考信号设计方案进行分析,并通过仿真评估验证了现有的参考信号设计方案的优越性。仿真结果表明常规CP的DMRS采用CDM+FDM的混合复用方式可以在满足兼容性和开销的同时提供更好的性能。
　　 本文最后对LTE-A系统扩展CP的参考信号进行设计,重点研究了参考信号开销设计、Rank1-2的DMRS设计、Rank3-4的DMRS设计、Rank5-8的DMRS设计以及和DMRS设计相关的层映射分析。基于已有设计原则和结论,提出了一种参考信号设计方法,仿真结果表明所设计的最优Rank3-4参考信号图样具有最优的误码率性能。