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随着移动通信系统发展,用户对带宽和数据传输率需求在不断地提升,长期项目演进(LTE)应运而生,LTE是目前国内已经商用的3G系统TD-SCDMA及CDMA2000在内等系统的自然演进路径,采用正交频分复用(OFDM)和多输入多输出(MIMO)技术作为物理层核心技术,这些技术可以提高当前移动通信系统的性能。信道估计是移动通信系统接收端的关键技术之一,本文基于项目“TD-LTE无线综合测试仪表开发”,对LTE接收端信道估计技术相关工作进行了研究与实现。
本文对上行信道估计技术进行了较多的研究。介绍了最小平方(LS)算法,并利用SVD分解及重构可以对矩阵进行去噪的原理,提出了改进SVD-LS算法。介绍了DFT-LS算法,DFT在仿真时采用FFT代替,存在能量泄露的问题,DCT变换可以削弱DFT变换中不连续边缘的影响,能够有效地减小变换中的高频分量部分,可以控制能量泄露问题,本文针对LTE上行系统分析了两种基于DCT变换的信道估计:DCT-LS和DCT/EIDCT。介绍了线性最小均方差(LMMSE)算法,分析了SVD-LMMSE,提出了基于DCT/EIDCT的SVD-LMMSE改进算法;通过对LMMSE算法中相关矩阵做一些简化运算,本文提出了两种降低运算复杂度的优化算法:DFT-LMMSE和DCT-LMMSE,分别在LTE系统中仿真时,根据具体情况,分别对DFT-LMMSE做了进一步优化。
本文根据一种盲信道估计迭代算法,给出了应用于LTE系统的联合信道估计和符号检测算法。本文在LTE系统中介绍了两种自适应信道估计算法,联合LTE中解发射分集模块,研究分析了LTE系统中解发射分集模式下的迭代自适应信道估计算法。本文对各种改进及优化算法在多种信道环境下进行仿真分析,给出了相应的性能仿真曲线,仿真结果表明这些算法均比已有算法具有明显的优越性。通过仿真对信道估计算法和插值算法进行比较分析,得到了比较准确地恢复出发送端信号的结果。
在研究信道估计算法的基础上,基于TI C6455 DSP平台,本文给出了应用于项目的信道估计基本实现方案,从DSP实现的角度,详细描述了LTE信道估计实现方案相关模块的算法实现流程,对实现需要的存储空间复杂度和时间复杂度做了分析,文中给出的实现方案可以满足项目的需求。