信道估計(jì)課件

1TD-LTE下行鏈路信道估計(jì)內(nèi)容為什么估計(jì)信道估計(jì)方法信道估計(jì)過程（1）插入導(dǎo)頻（2）導(dǎo)頻位置信道估計(jì)（3）非導(dǎo)頻位置信道估計(jì)2為什么估計(jì)在LTE系統(tǒng)中，發(fā)射分集、相關(guān)解調(diào)、空間復(fù)用等，接收端都必須通過信道估計(jì)獲得信道矩陣信息才能夠正確的解調(diào)出混疊在一起的信號(hào)；這就需要在接收信息時(shí)，對(duì)信道的參數(shù)進(jìn)行估計(jì)。自適應(yīng)的信道均衡器利用信道估計(jì)來對(duì)抗ISI的影響；分集技術(shù)利用信道估計(jì)，實(shí)現(xiàn)與接收信號(hào)最佳匹配的接收機(jī)；最大似然檢測(cè)利用信道估計(jì)使得接收端錯(cuò)誤概率最小化；相關(guān)解調(diào)利用信道估計(jì)提供的信號(hào)相位信息，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的檢測(cè)，與非相干解調(diào)相比，相干解調(diào)可以提高系統(tǒng)的整體性能。3信道估計(jì)方法盲信道估計(jì)不需要導(dǎo)頻輔助，一般收斂速度較慢，限制了在實(shí)際系統(tǒng)的中的使用。非盲信道估計(jì)

有導(dǎo)頻輔助的非盲信道估計(jì)通常能克服盲估計(jì)和半盲估計(jì)精度低、復(fù)雜度高、統(tǒng)計(jì)時(shí)間長等缺陷，LTE系統(tǒng)中，由于傳輸速率較高，并且需要使用相干檢測(cè)技術(shù)獲得較高的性能，因此通常使用非盲估計(jì)獲得較好的估計(jì)效果，這樣可以更好的跟蹤無線信道的變化，提高接收機(jī)性能。重點(diǎn)信道估計(jì)方法就是基于導(dǎo)頻的非盲信道估計(jì)。4基于導(dǎo)頻的非盲信道估計(jì)(1)發(fā)射端導(dǎo)頻圖案的選擇；(2)接收端導(dǎo)頻位頻率響應(yīng)函數(shù)的計(jì)算方法；(3)導(dǎo)頻位之間數(shù)據(jù)位頻率響應(yīng)函數(shù)的獲取。5LTE幀結(jié)構(gòu)LTE支持兩種無線幀結(jié)構(gòu)，Type1，適用于FDD；Type2，適用于TDD；主要研究的是TD-LTE，所以主要針對(duì)Type2的結(jié)構(gòu)進(jìn)行講解，相鄰子載波頻率間隔為15KHZ，OFDM符號(hào)持續(xù)時(shí)間1/15000秒，每個(gè)符號(hào)最大的采樣數(shù)為2048，即采樣頻率為30.72MHZ。下行時(shí)隙結(jié)構(gòu)一個(gè)時(shí)隙中傳輸?shù)男盘?hào)可以用一個(gè)資源柵格（ResourceGrid）來描述，其大小由頻域索引坐標(biāo)上個(gè)子載波和時(shí)域索引坐標(biāo)上個(gè)個(gè)OFDM符號(hào)交錯(cuò)分割而成。LTE下行資源柵格圖常用導(dǎo)頻插入方法適合快衰落信道適合慢衰落信道可以通過調(diào)整子載波間隔和符號(hào)間隔來適應(yīng)頻率選擇性衰落信道和時(shí)間選擇性衰落信道AWGN時(shí)不變信道條件下幾種方案性能完全一樣由于LTE中每一個(gè)下行天線端口傳輸一個(gè)參考信號(hào)，小區(qū)內(nèi)所有UE都要使用小區(qū)參考信號(hào)，小區(qū)專用參考信號(hào)需要覆蓋整個(gè)帶寬，因此，重點(diǎn)說小區(qū)參考信號(hào)。CRS用于小區(qū)內(nèi)所有服務(wù)UE的物理下行數(shù)據(jù)和控制信息解調(diào)，是LTE/LTEA最普遍的參考信號(hào)。MBSFNRS用于多播單頻網(wǎng)的廣播信號(hào)解調(diào)。UE-specificRS又稱為DM-RS，用于UE的PDSCH解調(diào)。Cell-specificreferencesignals信道估計(jì)

信道估計(jì)分兩步進(jìn)行，首先，在參考信號(hào)位置進(jìn)行LS信道估計(jì)，獲得已知導(dǎo)頻處的信道估計(jì)，然后，選擇合適位置的導(dǎo)頻信道，利用已知導(dǎo)頻處的信道估計(jì)結(jié)果，進(jìn)行2D維納濾波，得到時(shí)間域和頻率域中數(shù)據(jù)處的信道估計(jì)結(jié)果。

準(zhǔn)最優(yōu)方案采用時(shí)間和頻率維的2D維納濾波。導(dǎo)頻處的信道估計(jì)（LS），

數(shù)據(jù)處的信道估計(jì)（LMMSE）為數(shù)據(jù)子載波和導(dǎo)頻子載波的相關(guān)系數(shù)為導(dǎo)頻子載波處的相關(guān)系數(shù)為導(dǎo)頻子載波處的信道響應(yīng)為噪聲方差表示信道的自相關(guān)矩陣信道估計(jì)用MMSE算法又稱為維納濾波維納濾波求解使得為最小的濾波器系數(shù)。data處信道的估計(jì)為：為濾波器系數(shù)為已知的導(dǎo)頻處的信道其中濾波系數(shù)為：為數(shù)據(jù)子載波和導(dǎo)頻子載波的相關(guān)系數(shù)為導(dǎo)頻子載波處的相關(guān)系數(shù)此處矩陣的階數(shù)表示采用幾個(gè)已知pilot進(jìn)行data處信道進(jìn)行估計(jì)，一般來講，已知導(dǎo)頻數(shù)目越多效果越好，但同時(shí)也會(huì)使計(jì)算量越大。信道的互相關(guān)矩陣具有時(shí)頻上的獨(dú)立性表示第一類零階貝塞爾函數(shù)為最大多普勒頻移為RMS多徑時(shí)延（功率衰減到最大功率1/e處的時(shí)間）需要估計(jì)的基本參數(shù)包括噪聲方差，Doppler頻移和RMS多徑時(shí)延。下行物理信道PDSCH:承載下行用戶數(shù)據(jù)，也可用于傳送系統(tǒng)控制消息和尋呼消息PBCH:廣播系統(tǒng)信息(cellIDs,cellstatus,allowedservices,RACHparameters…)PMCH:應(yīng)用于多播業(yè)務(wù)，只對(duì)特定的終端發(fā)送信號(hào)PHICH:攜帶了H-ARQAck/Nack消息，指示eNodeB是否正確接收到PUSCH的傳輸。PCFICH:攜帶了一個(gè)控制格式指示，提供PDCCH信道使用OFDM符號(hào)數(shù)量的信息。PDCCH:承載下行鏈路控制DCI信息，包含資源分配和UE的其他控制信息。每個(gè)物理信道在進(jìn)行信道估計(jì)時(shí)，所具有的信息和RS圖案都不完全相同，所以不同的信道需要不同的模塊進(jìn)行區(qū)分。同步完成之后，下行信道的接收解調(diào)有先后順序。一般步驟為：1）估計(jì)PBCH信道，解調(diào)得到帶寬等信息；2）估計(jì)控制區(qū)域信道，解調(diào)得到當(dāng)前UE占據(jù)RB索引等信息；3）估計(jì)PDSCH信道，進(jìn)行數(shù)據(jù)解調(diào)。信道估計(jì)的位置如下：信道估計(jì)的信號(hào)處理流程控制域信道估計(jì)（PCFICH、PHICH、PDCCH）:確定可用參考信號(hào)，估計(jì)全頻帶范圍內(nèi)的控制域信道。數(shù)據(jù)域信道估計(jì)（PDSCH）:

根據(jù)控制域信號(hào)解析結(jié)果，確定用戶專用的RB范圍，在用戶專用RB范圍內(nèi)確定可用參考信號(hào)，進(jìn)行信道估計(jì)，輸出信道估計(jì)結(jié)果。PBCH位置固定，且只占據(jù)中間的72個(gè)子載波位置，這樣在同步完成之后，就可以確定出PBCH的位置而不需要了解帶寬如何。TDLTEA信道估計(jì)模塊信道估計(jì)模塊框圖數(shù)據(jù)處信道估計(jì)模塊參數(shù)估計(jì)負(fù)責(zé)估計(jì)出信道估計(jì)所需要的RMS時(shí)延、多普勒和噪聲方差，傳遞給信道相關(guān)性計(jì)算模塊，得到當(dāng)前子幀內(nèi)信道相關(guān)性的結(jié)果。本地導(dǎo)頻計(jì)算則根據(jù)需要輸出當(dāng)前所用到的導(dǎo)頻的發(fā)端值。導(dǎo)頻信道估計(jì)負(fù)責(zé)LS計(jì)算，得到所需要導(dǎo)頻的LS信道估計(jì)值。最終所有輸出匯入數(shù)據(jù)處信道估計(jì)模塊，得到下一步MIMO均衡所需要的信道估計(jì)結(jié)果。PBCH信道估計(jì)算法模塊PBCH數(shù)據(jù)產(chǎn)生及其時(shí)頻資源位置PBCH位置固定，為一個(gè)無線幀上的subframe0中slot1上的第0、1、2、3個(gè)OFDM符號(hào)，且只占據(jù)中