lte-a系统信道建模与信道估计的研究及实现

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1、分类号TN929.5密级公开UDC621.3学位论文编号D-10617-308-(2016)-01028重庆邮电大学硕士学位论文中文题目LTE-A系统信道建模与信道估计的研究及实现英文题目ResearchandImplementationofChannelModelandChannelEstimationinLTE-ASystem学号S130101028姓名董丽学位类别工学硕士学科专业信息与通信工程指导教师陈发堂研究员完成日期2016年6月8日重庆邮电大学硕士学位论文摘要摘要LTE-A(LongTer

2、mEvolution–Advanced,增强的长期演进)通过采用多天线增强技术和载波聚合技术有效地提高了数据传输速率和通信质量。由于无线信道环境复杂多变，信道估计的性能对接收机能否正确进行信号检测、相关解调等起着至关重要的作用。基于国家科技重大专项“TD-LTE-Advanced系统试验设备开发”的项目背景，本文对无线信道模型和信道估计算法进行了研究及仿真分析，并给出信道估计的DSP(DigitalSignalProcessor,数字信号处理器)实现方案。本文对WINNER(WirelessWorld

3、InitiativeNewRadio，无线世界新无线)信道模型的建模方法进行了详细的说明，在此基础上对WINNERII信道模型的时空频相关特性进行了研究分析，并比较了WINNERII信道模型与SCM/SCME(SpatialChannelModelandExtendedofSpatialChannelModel，空间信道模型和扩展型空间信道模型)的异同，证明了WINNERII信道模型更适合LTE-A系统。对信道估计的研究分为三个步骤：一是参考信号的选择；二是对参考信号位置信道估计算法的研究；三是对数据

4、位置插值算法的研究。鉴于传统信道估计算法LS(LeastSquare,最小二乘)算法、MMSE(MinimumMeanSquareError,最小均方误差)算法及LMMSE(LinearMinimumMeanSquareError,线性最小均方误差)算法各自的优缺点，结合Gauss-Seidel迭代思想，给出基于Gauss-Seidel迭代的LMMSE算法，将常规矩阵求逆转化为三角矩阵求逆。搭建MATLAB仿真平台比较几种信道估计算法的性能，结果表明基于Gauss-Seidel迭代的LMMSE信道估计

5、算法与LMMSE算法相比虽然性能接近，但时间复杂度从立方阶降低到平方阶。本文从系统性能和项目要求出发，参考信号位置的信道估计算法采用基于Gauss-Seidel迭代的LMMSE信道估计算法，数据位置的插值算法采用常值插值与线性插值相结合的算法。将信道估计方案的各个子模块在项目选定的硬件平台TMS320C6455DSP芯片上进行实现，给出了各个子模块的实现方法，并从计算精度、运行效率等方面对信道估计方案进行了测试验证，结果表明DSP实现结果与仿真结果相比存在不超过0.5dB的性能损失，并且信道估计的处理

6、时间为0.3889ms，满足LTE-A系统的需求。I重庆邮电大学硕士学位论文摘要关键词：LTE-A，WINNERII信道模型，信道估计，DSP实现，迭代II重庆邮电大学硕士学位论文AbstractAbstractLongtermevolution–advanced(LTE-A)hasimproveddatatransmissionrateandcommunicationqualitybyadoptingthetechnologiesofenhancedmultiple-inputmultiple-ou

7、tput(MIMO)andcarrieraggregation.Astherealwirelessenvironmentiscomplexandunstable,theperformanceofchannelestimationtechnologyaffectstheaccuracyofsignalprocessinganddemodulatinginthereceivier.BasedontheNationalScienceandTechnologyMajorProjectof“TD-LTE-Adv

8、ancedsystemtestequipmentdevelopment”,WINNERIIchannelmodelanddownlinkchannelestimationtechnologyareresearched,anddigitalsignalprocessor(DSP)implementationschemeofchannelestimationtechnologyisgiveninthethesis.Thethesisdescribesthem