LTE—A系统上行MIMO信道估计方法研究

上传者：贺鑫
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上传时间：2015-04-21
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LTE—A系统上行MIMO信道估计方法研究

通信技术
数字技术
与应用
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LTE-A以LTE为技术基础和核心,进行扩充、增强、完善,其特
点是:灵活有效的频谱利用、更高的频谱效率、简单优化的网络架
构,提供更多的服务。具体而言,LTE-A需要支持高达100MHz的带
宽;下行峰值速率为1Gbit/s,频谱效率提高到30bit/s/Hz;上行峰
值速率为500Mbit/s,频谱效率提高到15bit/s/Hz;下行天线扩展到
8×8(发射8天线、接收8天线),上行天线扩展到4×4。这些特性的获
取源于LTE-A引入了载波聚合、多天线增强(MIMO)、多点协同传
输、异构网、自组织网络等关键技术
[1]
。
在引入上行MIMO多天线传输时,由于上下行参考信号(RS:
Reference Signal)在时频格摆放位置存在巨大差异,传统的频域信
道估计算法已经不再适用于MIMO信道估计,本文首先以LTE-A的
PUS CH信道为例描述信道处理流程及导频结构,以及接收端
MIMO信道的分离方法和估计方法,通过搭建PUSCH链路仿真平
台,在不同发射天线数情况下对MIMO信道估计算法进行仿真分析。
1 系统模型
LTE-A上行采用多天线最大4×4 MIMO方式,最多支持2个
传输块(码字)并行发送数据,上行PUSCH传输的主要是数据业务和
控制信息,这些信息首先经过是以比特的形式经过CRC校验、码块
分割、信道编码、速率匹配、码块级联、加扰到调制(星座映射),星座
映射完成后是层映射与预编码操作,两者共同完成了MIMO的功能:
首先通过层映射把要传输的每一码字的复值调制符号映射到一个
或多个层,实现串并变换,然后对层映射后的数据经M点DFT过程
后进行预编码,也就是实现具体层到天线的映射,此时同参考信号
一起映射到共同的帧结构(时频格)上。最后进行SC-FDMA调制并
经上变频操作后通过各天线端口发射出去,在eNodeB接收端先通过
天线端口把从多径信道过来的时域信号线进行解帧和去CP处理,即
在时域上按一个SC-FDMA符号进行N点FFT变成频域的复值符
号,再通过解资源映射,信道估计、信道均衡(检测出多层的信息)、
IDFT,由于LTE-A发送端采用MIMO方式,可能含有多层的数据信
息,需要解层映射到码字流,再经过软解调、解扰、解交织、解复用、解
速率匹配、译码、解传输块的CRC校验,最后输出接收到的比特信
息,由于发射端与接收端是互逆过程,一个码字情况下LTE-A物理
层上行PUSCH信道接收端处理流程如图1所示。
2 导频参考信号
LTE-A上行链路用于信道估计的参考信号:主要分为解调参
考信号(DMRS)和探测参考信号(SRS),前者与数据或上行控制信令
一起发送,用于数据或控制信令的相关解调,在接收端就是根据它
来估计出数据位置处的信道信息,再经过信道均衡模块来消除噪声
恢复出原始发送数据;后者由高层信令调度,用于信道测量,实现上
行链路的频率选择性调度和UE的上行时间同步。
参考信号利用具有循环移位的Zadoff-Chu序列生成的,不同
LTE-A系统上行MIMO信道估计方法研究
曹型兵
1
熊辉
1
林威林
2
(1.重庆邮电大学通信工程应用研究所重庆 400065; 2.重庆邮电大学通信网与测试技术重点实验室重庆 400065)
摘要:以LTE-A系统物理层的PUSCH链路为研究背景,介绍了LTE上行参考信号的设计以及传统的信道估计算法,着重指出了LTE-A上行MIMO
信道估计遇到的问题,并阐述了该问题的具体解决方法和公式推导,最后通过对LTE-A上行多天线链路的仿真,验证了该MIMO信道估计方法的可行
性。
关键词:LTE-A 信道估计参考信号 MIMO
中图分类号:TN929.5 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)11-0022-02
作者简介:曹型兵(1968 —),男,重庆邮电大学信科公司高级工程师,主研移动通信技术。
熊辉(1986 —),男,重庆邮电大学硕士研究生,主研LTE-A 系统物理层算法及C 模型开发。
林威林(1987 —),男,重庆邮电大学硕士研究生,主研LTE-A 系统物理层协议开发。
图1 LTE-A 上行数据链路接收机框图
图2 PUSCH 解调参考信号在时频格上的位置图3 不同发射天线数MIMO信道估计性能

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