LTE下行链路信道估计与自适应传输技术研究

发布时间：2017-05-06 11:01

  本文关键词：LTE下行链路信道估计与自适应传输技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：LTE物理层采用了多输入多输出(MIMO)和正交频分复用(OFDM)技术作为核心技术,MIMO-OFDM可以抵抗频率选择性衰落,提高系统容量和频谱效率。在LTE系统中信道估计既是均衡与相干检测的前提,也是链路自适应的基础,对系统的性能起着重要作用。此外,开环传输系统性能受无线信道影响较大,因此有必要研究跟随信道自适应变化的传输技术。本文对LTE下行系统信道估计和自适应传输技术进行研究。首先,研究了LTE下行链路信道估计方法。由于LTE下行采用频分复用(FDM)的导频复用方式,天线间不存在干扰,MIMO信道估计模型可以被简化为单输入单输出(SISO)信道估计模型。在SISO信道模型基础上,研究了下行信道估计的基本算法,包括最小二乘(LS)信道估计算法、线性最小均方误差(LMMSE)信道估计算法、离散余弦变换(DCT)的信道估计算法、部分对称扩展的离散傅里叶变换(PSE-DFT)信道估计算法。同时研究了线性插值和三次样条插值算法,对导频处的信道估计值进行插值,从而得到完整的频域信道估计值。接着,研究了利用无线信道时域稀疏性的压缩感知信道估计方法。首先,回顾了压缩感知的三个基础内容：信号的稀疏表示、观测矩阵的设计和恢复算法,重点探讨了贪婪类迭代恢复算法。接着,给出了单输入单输出OFDM系统压缩感知信道估计模型,并通过贪婪类迭代恢复算法进行信道估计。同时,假设一个子帧内信道缓变,结合分布式压缩感知理论,给出了单输入单输出OFDM系统分布式压缩感知信道估计模型以及相应的估计算法。最后,研究了几种特殊情况下的压缩感知信道估计：1)当压缩感知信道估计采用的导频数目为LS算法的一半时,压缩感知算法估计性能依旧好于LS算法估计性能;2)压缩感知信道估计算法利用经过DCT域加窗滤波的信道值做信道估计,由于滤除了噪声的影响,取得性能增益；3)利用一个子帧内的OFDM符号间存在相关性,构建了二维观测矩阵。在二维观测阵的基础上,提出了二维压缩感知信道估计算法,仿真表明：二维压缩感知信道估计的性能好于一维的性能。最后,研究了链路自适应传输技术。首先,综述了自适应传输技术反馈的主要参数：秩指示(RI)、预编码矩阵指示(PMI)和信道质量指示(CQI)。然后,给出了基于MMSE和速率准则,RI和PMI的计算过程；随后,给出了等效信噪比映射方法。等效信噪比方法将某一时频范围内的所有信干噪比,映射成一个等效的信噪比,并通过等效信噪比选择出满足误码字率要求的CQI。最后,给出不同场景下的误码字率和频谱效率的仿真结果,并对仿真结果进行了分析。
【关键词】：LTE 信道估计 压缩感知 自适应传输技术
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 数学符号说明12-13
• 缩略语13-15
• 第一章 绪论15-21
• 1.1 研究背景15
• 1.2 信道估计技术15-16
• 1.3 压缩感知信道估计方法16-17
• 1.4 链路自适应传输技术17-18
• 1.5 论文组织结构18-21
• 第二章 LTE物理层技术21-31
• 2.1 引言21
• 2.2 帧结构和时隙结构21-24
• 2.2.1 帧结构21-22
• 2.2.2 时隙结构22
• 2.2.3 导频结构22-23
• 2.2.4 LTE下行参考信号23-24
• 2.3 无线信道的传播特性24-26
• 2.3.1 时延扩展24-25
• 2.3.2 相干带宽25
• 2.3.3 相干时间25-26
• 2.3.4 多普勒频移26
• 2.4 自适应传输技术26-30
• 2.4.1 层映射27
• 2.4.2 预编码27-28
• 2.4.3 CQI反馈28-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 LTE下行信道估计31-47
• 3.1 引言31
• 3.2 系统模型31-34
• 3.3 信道估计算法34-40
• 3.3.1 LS信道估计34
• 3.3.2 LMMSE信道估计34-36
• 3.3.3 变换域信道估计36-40
• 3.4 插值算法40-41
• 3.4.1 线性插值40-41
• 3.4.2 三次样条插值41
• 3.5 仿真结果41-45
• 3.6 本章小结45-47
• 第四章 压缩感知信道估计47-75
• 4.1 引言47
• 4.2 压缩感知理论47-51
• 4.2.1 信号稀疏表示48
• 4.2.2 观测矩阵48-50
• 4.2.3 信号重构50-51
• 4.3 贪婪类恢复算法51-55
• 4.3.1 正交匹配追踪算法51-52
• 4.3.2 正则化正交匹配追踪算法52-53
• 4.3.3 SP算法53-54
• 4.3.4 稀疏自适应匹配追踪算法54-55
• 4.4 压缩感知信道模型55-63
• 4.4.1 SISO压缩感知信道估计55-59
• 4.4.2 分布式压缩感知(DCS)信道估计59-63
• 4.5 LTE下行压缩感知信道估计63-64
• 4.5.1 少量导频的信道估计63
• 4.5.2 DCT域滤波信道估计63-64
• 4.6 二维压缩感知信道估计64-65
• 4.7 算法误差的性能分析65-66
• 4.8 仿真结果66-73
• 4.9 本章小结73-75
• 第五章 LTE下行链路自适应传输技术75-91
• 5.1 引言75
• 5.2 系统模型75-76
• 5.3 最优预编码矩阵的选择76-77
• 5.4 CQI的选择77-82
• 5.4.1 等效信干噪比映射方法78-81
• 5.4.2 CQI值的计算81-82
• 5.5 参数的反馈过程82
• 5.6 仿真结果82-89
• 5.7 本章小结89-91
• 第六章 总结91-93
• 致谢93-95
• 参考文献95-99
• 作者攻读硕士学位期间的研究成果99

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 巴特尔;江彬;范晓俊;刘远龙;仲文;高西奇;;基于对称扩展DFT变换的OFDM系统信道估计方法[J];东南大学学报(自然科学版);2012年01期

2 李卓凡;闫敬文;;压缩感知及应用[J];微计算机应用;2010年03期

  本文关键词：LTE下行链路信道估计与自适应传输技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：348251