LTE-Advanced信道估計(jì)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、LTE-Advanced是3GPP提出的LTE的增強(qiáng)技術(shù)，旨在提高傳輸速率以適應(yīng)移動(dòng)寬帶通信市場(chǎng)的應(yīng)用需求，并保持3GPP標(biāo)準(zhǔn)在移動(dòng)通信領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力。它繼續(xù)沿用了正交頻分復(fù)用(OFDM)和多入多出(MIMO)技術(shù)作為物理層核心技術(shù)。MIMO信道狀態(tài)信息估計(jì)的準(zhǔn)確與否，將直接影響接收端的信號(hào)檢測(cè)，所以信道估計(jì)在LTE-Advanced系統(tǒng)中起著十分關(guān)鍵的作用。信道估計(jì)技術(shù)是一種相對(duì)較復(fù)雜的技術(shù)，它需要通過大量的線性和非線性運(yùn)算來保證其結(jié)果

2、的精確度，由于軟件方案無法滿足LTE-Advanced系統(tǒng)高速率的性能需求，因此對(duì)信道估計(jì)技術(shù)進(jìn)行硬件實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)研究也勢(shì)在必行。
　　 本文首先深入分析和研究LTE-Advanced物理層協(xié)議，然后重點(diǎn)對(duì)其幀結(jié)構(gòu)、物理資源塊結(jié)構(gòu)、下行參考信號(hào)、多徑信道模型和下行鏈路流程等內(nèi)容進(jìn)行了研究。基于以上研究成果，文中主要對(duì)最小平方(LS)算法、線性插值算法、最小均方誤差(MMSE)算法、線性最小均方誤差(LMMSE)算法等基于參考信號(hào)的

3、估計(jì)算法進(jìn)行性能仿真和實(shí)現(xiàn)分析，從算法性能和實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度兩個(gè)維度對(duì)比衡量，最終選擇采用LS算法對(duì)參考信號(hào)位置上的數(shù)據(jù)進(jìn)行估計(jì)，然后再利用參考信號(hào)估計(jì)值，采用LMMSE和線性插值算法分別進(jìn)行頻域估計(jì)和時(shí)域估計(jì)，并進(jìn)行ASIC實(shí)現(xiàn)。基于選擇出的算法方案，本文以高速率、小面積、低功耗、可擴(kuò)展等性能為硬件實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，提出一種適用于LTE-Advanced系統(tǒng)的信道估計(jì)ASIC實(shí)現(xiàn)方案。該方案以一個(gè)OFDM符號(hào)為單位進(jìn)行估計(jì)，與采用PRB為單位進(jìn)行估

4、計(jì)相比資源消耗減少3-4倍;在頻域估計(jì)實(shí)現(xiàn)過程中采用滑動(dòng)窗設(shè)計(jì)和流水線方式提高運(yùn)算速率和吞吐量，保證一個(gè)cycle能夠得到一個(gè)信道估計(jì)值;時(shí)域估計(jì)實(shí)現(xiàn)過程中通過與頻域估計(jì)并行流水來減少延時(shí)，滿足了LTE-Advanced系統(tǒng)信道估計(jì)實(shí)時(shí)性要求。本文以4X4的MIMO天線為例，用Verilog HDL硬件設(shè)計(jì)語言對(duì)論文中設(shè)計(jì)方案進(jìn)行代碼實(shí)現(xiàn)，并使用LEDA工具對(duì)代碼的正確性和可行性進(jìn)行分析，然后通過白箱測(cè)試方法進(jìn)行功能驗(yàn)證，最后采用SMI