LTE-Advanced系统中的上行链路信道估计算法研究

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1、密级无分类号ＴＮ９２９．５ｍＸ＇ＩＡＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＣＡＬＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕士学位论文题目ＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄ系统中的上行链路信道估计算法研究：作者：帅盼指导教师：张海宁教授申请学位学科：通信与信息系统２０１８年５月１６日LTE-Advanced系统中的上行链路信道估计算法研究学科：通信与信息系统研究生签字：指导教师签字：摘要信道估计是对传输信道特性进行估计的技术，是应用于移动通信系统中的一个重要的技术，能够最大程度的保障通信的质量，

2、信道估计的性能会直接影响接收端数据均衡检测的结果，并能够确保接收信号的准确率。LTE-Advanced沿用了LTE中的关键技术，同时也引入了一些新的技术，信道估计的好坏能够影响这些关键技术的性能，从而直接影响LTE-A通信系统的性能。因此，无论是在LTE-A系统还是在即将到来的5G通信系统中，提高信道估计的性能具有十分重大的意义。LTE-A系统的上行链路选择了SC-FDMA技术作为其接入方式，相较于OFDM系统，SC-FDMA具有更好的信号峰均比（PAPR）性能，这降低了对接收端接收设备的要求，这也是对信道估

3、计性能的保障。本文首先研究传输信道的衰落特性，选择了适用于文中的信道模型。之后重点研究了SC-FDMA技术，仿真验证了PAPR性能，并将其与OFDM系统作了仿真对比，结果显示SC-FDMA系统的PAPR性能更优。然后重点研究了适用于LTE-A系统中上行的基于导频的信道估计算法，包括参考信号的选择，导频图案的设计及导频信号处的信道估计算法，主要有LS、MMSE、DFT算法，重点研究讨论了DFT的信道估计算法，从各个方面分析了算法的性能，并针对算法的不足之处，具体作出了如下三方面的改进：针对序列前后两端存在的不连

4、续问题，对序列做翻转处理，使序列的能量更加集中在序列的首尾两端；针对DFT算法的去噪问题，引入了聚类分析的方法来判别滤除噪声；针对能量泄漏的问题，定义了能量泄漏速率来选择有效的路径，降低其对信道估计性能的影响。在Matlab环境中对改进的算法和几种经典的算法进行了仿真验证，并从误码率和均方误差两方面来验证改进算法的性能，结果显示，改进DFT算法的性能优于LS算法和DFT算法，且在算法复杂度低于LMMSE算法的同时又保证了算法的性能接近于该算法。还对选取不同的能量泄露率的改进算法作了对比，表明改进的DFT算法有

5、较强的适用性。总的来说，改进的DFT算法具有更好的性能。关键词：LTE-Advanced；信道估计；DFT；聚类分析；能量泄漏ResearchonUplinkChannelEstimationAlgorithminLTE-AdvancedSystemDiscipline:CommunicationandInformationSystemStudentSignature:SupervisorSignature:AbstractChannelestimationisthekeytechniquetoestimat

6、ethecharacteristicsoftransmissionchannelsinmobilecommunicationsystems,andcanguaranteethequalityofcommunicationtothegreatestextent.Theperformanceofchannelestimationcandirectlyaffecttheresultsofdataequalizationdetectionatthereceiveraswellasensuretheaccuracyof

7、thereceivedsignal.LTE-AdvancedfollowsthekeytechnologiesinLTEandintroducessomenewtechnologies.TheperformanceofchannelestimationcanaffecttheperformanceofthesekeytechnologiesandthendirectlyaffecttheperformanceofLTE-Acommunicationsystems.Therefore,itisofgreatsi

8、gnificancetoimprovingtheperformanceofchannelestimationbothintheLTE-Asystemandintheupcoming5Gcommunicationsystem.TheuplinkoftheLTE-AsystemadoptstheSC-FDMAtechnologyasitsaccessmethod.ComparedwiththeOFDMs