LTE上行信道估计的算法与性能分析
LTE上行信道估计技术研究
LTE上行信道估计技术研究盛洪宁【摘要】文中针对上行接收机信道估计进行了研究,提出一种基于MMSE的简化算法,通过对算法进行简化,有效降低了算法的复杂度.仿真结果表明,MMSE简化算法估计性能比较理想.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2011(024)006【总页数】4页(P7-10)【关键词】LTE;信道估计;OFDM;MMSE【作者】盛洪宁【作者单位】西安电子科技大学电子工程学院,陕西西安,710071【正文语种】中文【中图分类】TN929.5LTE(Long Term Evolution)系统最大的改进在于采用了全新的空中接口技术，上行采用SC－FDMA多址接入技术，下行采用 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)技术。
SC－FDMA是结合OFDM可动态分配带宽的单载波多址接入方案，相对于OFDM技术，SC－FDMA系统的功率峰均比更低，有利于节省终端的成本和功率以及提高上行链路的覆盖范围［1－3］。
LTE上行的用户数据和控制信息主要是通过PUSCH(Physical Uplink SharedChannel)承载。
PUSCH采用了块状参考信号结构，在一个子帧中插入2个导频符号。
受到无线信道的时变特征、多径衰落和多普勒频移的影响，eNodeB接收到的往往是严重失真信号。
因此，准确的信道估计是保证PUSCH传输质量、发挥其优越性的关键［4－6］。
本文将重点研究基于辅助导频的PUSCH信道估计技术，信道估计分为两个基本步骤:首先，估计出导频位置的信道响应;然后，根据导频位置的信道响应，运用插值算法恢复出全部数据位置的信道响应。
衡量信道估计算法的优劣，主要考虑算法的复杂度和估计精度，目标是实现低复杂度的同时获得较好的估计性能。
1 LTE PUSCH传输方案PUSCH采用了DFT－S－FDMA(Discrete Fourier Transform－Spread－FrequencyDivisionMultiple Access)技术。
LTE上行控制信道接收机算法设计
February 2017Vol.47No.1论文引用格式：邓单.LTE 上行控制信道接收机算法设计[J].现代电信科技，2017,47（1）：38-41.DENG Dan.Receiver Design for PUCCH in LTE[J].Modern Science &Technology of Telecommunications,2017,47(1):38-41.LTE 上行控制信道接收机算法设计邓单（广州市番禺职业技术学院，广州511483）摘要：针对LTE 系统，研究上行控制信道的检测算法及其性能分析。
首先对LTE 系统中上行控制信道的帧格式进行了简要介绍；再根据标准帧结构，提出针对上行控制信道的简单有效的估计与检测算法。
最后通过数值仿真对所提算法检测性能进行了详细的验证。
关键词：LTE；上行控制信道；检测算法；性能分析中图分类号：TN929.5文献标识码：AReceiver design for PUCCH in LTEDENG Dan（Guangzhou Panyu Polytechnic,Guangzhou 511483）Abstract ：Detection algorithm for PUCCH in LTE system is studied in this paper.First,the frame structure of PUCCH in LTE standard is introduced.Based on the signal format,a simple and effective estimation and detection algorithm for PUCCH is pro⁃posed.Numerical simulation results are provided for proving the proposed detection algorithm.Keywords:LTE;PUCCH;detection algorithm;performance analysis**本研究工作受广州市科技计划项目(No.201605131408424)、广州市教育局市属高校科研项目(No.1201620439)、广州番禺职业技术学院“青山湖青年学者”科研项目(No ：2016Q001)、广州市教育科学“十二五”规划课题（No ：1201431075）、京信研究基金(No.JX-PYP-201501)项目资助。
(完整版)LTE信道详解
LTE信道详解信道及信号逻辑、传输、物理信道逻辑、传输、物理信道映射逻辑信道定义传送信息的类型，这些数据流是包括所有用户的数据。
传输信道是在对逻辑信道信息进行特定处理后再加上传输格式等指示信息后的数据流。
物理信道是将属于不同用户、不同功用的传输信道数据流分别按照相应的规则确定其载频、扰码、扩频码、开始结束时间等进行相关的操作，并在最终调制为模拟射频信号发射出去；不同物理信道上的数据流分别属于不同的用户或者是不同的功用。
下行信道映射关系上行信道映射关系对于上行来说，逻辑信道公共控制信道CCCH、专用控制信道DCCH以及专用业务信道DTCH都映射到上行共享信道UL-SCH，对应的物理信道为PUSCH。
上行传输信道RACH 对应的物理信道为PRACH。
对于下行来说，逻辑信道寻呼控制信道PCCH对应的传输信道为PCH，对应物理信道为PDSCH承载；逻辑信道BCCH映射到传输信道分为两部分，一部分映射到BCH，对应物理信道PBCH，主要是承载MIB（MasterInformationBlock）信息，另一部分映射到DL-SCH，对应物理信道PDSCH，承载其它系统消息。
CCCH、DCCH、DTCH、MCCH (Multicast Control Channel)都映射到DL-SCH，对应物理信道PDSCH。
MTCH (Multicast Traffic Channel)承载单小区数据时映射到DL-SCH，对应物理信道PDSCH。
承载多小区数据时映射到MCH，对应物理信道PMCH。
物理信道简介物理信道：对应于一系列RE的集合，需要承载来自高层的信息称为物理信道；如PDCCH、PDSCH等。
物理信号：对应于物理层使用的一系列RE，但这些RE不传递任何来自高层的信息，如参考信号(RS)，同步信号。
下行物理信道：PDSCH: PhysicalDownlink SharedChannel(物理下行共享信道) 。
主要用于传输业务数据，也可以传输信令。
LTE学习笔记-上下行参考信号研究、系统信息、下上行链路自适应、PUCCH周期非周期反馈
2-14-03-06 (上下行参考信号研究、系统信息、下/上行链路自适应、CQI/PMI/RI 反馈(PUCCH周期/非周期反馈))一、参考信号参考信号（Reference Signal，RS），就是常说的“导频”信号，是由发射端提供给接收端用于信道估计或信道探测的一种已知信号。
1、下行参考信号下行参考信号有以下目的。
（1）下行信道质量测量。
（2）下行信道估计，用于UE端的相干检测和解调。
下行参考信号由已知的参考信号构成，下行参考信号是以RE为单位的，即一个参考信号占用一个RE。
这些参考信号可分为两列：第1参考信号和第2参考信号。
第1参考信号位于每个0.5ms时隙的第1个OFDM符号，第2参考信号位于每个时隙的倒数第3个OFDM符号。
第1参考信号位于第1个OFDM符号有助于下行控制信号被尽早解调。
在频域上，每6个子载波插入一个参考信号，这个数值是在信道估计性能和RS开销之间求取平衡的结果，RS过疏则信道估计性能无法接受；RS过密则会造成RS开销过大。
另外，第0参考信号和第1参考信号在频域上是交错放置的。
而且，下行参考信号的设计还必须有一定的正交性，以有效地支持多天线并行传输（最多需支持4个并行流），实际上通过在时域上错开放置第2与第3参考信号来解决这个问题。
如图：图2.3.1-1 天线端口对应的参考信号总结：参考信号是由发射端提供给接收端用于信道估计或信道探测的一种已知信号。
Antenna 为天线，而且在单天线的情况下，它必须假设同时存在天线端口0，1，对应到天线端口1的资源粒子是空着的，不能使用，这有个好处就是不会对其它系统配置。
观察图可知，时域上距离为6个RE，频域为5个RE.上行参考信号：LTE上行采用单载波FDMA技术，参考信号和数据是采用TDM方式复用在一起的。
上行参考信号用于如下两个目的。
(1)上行信道估计，用于eNode B端的相干检测和解调，称为DRS。
(2)上行信道质量测量，称为SRS。
LTE下行信道估计学习个人笔记
1. LTE 下行信道信道估计1.1.概述信道估计：获取信道信息，进行信道均衡和传输方式的选择的重要依据。
上行：导频点在占用的频谱区域，采用连续插入的块状导频格式，相应的，信道估计直接对导频点进行估计即可；下行：导频是离散插入的，所以在进行导频点信道估计的同时，还需要进行插值。
导频点的信道估计方法：LS 和MMSE 等算法。
插值方式:有比较简单的线性插值，和相对复杂但是有噪声抑制增益的DFT 变换域插值。
一般而言，OFDM 系统下的信道估计技术多采用LS 算法[2]，除此之外，采用比较多的还有低秩最小均方误差（LMMSE ）算法[3]，以及一些变换域估计算法等。
信道估计利用解映射得到的接收导频数据，对信道的频域响应进行估计，而对信道衰落的均衡以及预编码码本选择等都需要以信道估计的结论作为基础1.2. 流程数据资源格信道估计（插值）导频处信道估计提取导频检测导频确定天线端口数生成本地导频小区ID1.3. 导频的产生1.4.LTE-A 下行导频的时频结构1.4.1. LTE-A 小区专用参考信号0=l 0R 0R 0R 0R 6=l 0=l 0R 0R 0R 0R 6=l O n e a n t e n n a p o r tT w o a n t e n n a p o r t sResource element (k,l )Not used for transmission on this antenna portReference symbols on this antenna port0=l 0R 0R 0R 0R 6=l 0=l 0R 0R 0R 0R 6=l 0=l 1R 1R 1R 1R 6=l 0=l 1R 1R 1R 1R 6=l 0=l 0R 0R 0R 0R 6=l 0=l 0R 0R 0R 0R 6=l 0=l 1R 1R 1R 1R 6=l 0=l 1R 1R 1R 1R 6=l F o u r a n t e n n a p o r t s0=l 6=l 0=l 2R 6=l 0=l 6=l 0=l 6=l 2R 2R 2R 3R 3R 3R 3R even-numbered slots odd-numbered slots Antenna port 0even-numbered slots odd-numbered slots Antenna port 1even-numbered slots odd-numbered slots Antenna port 2even-numbered slots odd-numbered slotsAntenna port 31.5. 导频点信道估计方法1.5.1. LS 估计方法（最小平方/最小二乘法）LS （最小平方）算法是最常用的一种算法[2]， 该算法在频域可以用公式（3）描述为：Y X H LS 1-=可以看到，LS 信道估计的结构是很简单的。
LTE 信道估计研究报告
LTE 信道估计研究报告目录LTE 信道估计研究报告 (1)图表 (3)1 引言 (4)1.1编写目的 (4)1.2缩写术语 (4)2 背景情况 (5)2.1概述 (5)2.2信道估计算法分类 (5)2.2.1 盲信道估计 (5)2.2.2 非盲信道估计 (5)3 OFDM系统导频图案设计 (6)3.1LTE下行导频结构 (7)3.1.1 小区专用参考信号映射 (7)3.1.2 MBSFN参考信号映射 (8)3.2LTE上行导频结构 (9)4 LTE信道估计算法 (10)4.1系统模型 (11)4.2LS算法 (13)4.2.1 算法原理 (13)4.2.2 算法实现 (14)4.3MMSE算法 (14)4.3.1 算法原理 (14)4.3.2 算法实现 (16)4.4基于DFT操作的信道估计算法 (16)4.4.1 算法原理 (16)4.4.2 算法实现 (17)4.5插值理论 (17)4.5.1 理想插值 (17)4.5.2 多项式内插 (20)4.5.3 基于DFT内插 (24)5 结论以及建议 ......................................................................... 错误！未定义书签。
6 附录 (27)6.1LS（L EAST S QUARE 最小二）估计理论 (27)6.2MMSE（M INIMUM M EAN S QUARE E RROR）估计理论 (27)图表1 引言1.1 编写目的为了达到高速率的数据传输，TD-LTE中使用多幅度、多相位的调制方式（如16QAM、64QAM），为了保证系统的性能不受信道的多径和衰落效应的影响，就需要采用信道估计的方法来跟踪信道响应的变化。
信道估计的目的就是估计出信道的时域或频域响应，对接收到的数据进行校正和恢复，以获得相干检测的性能增益。
本文研究了几种信道估计方法，并进行了初步的仿真，为研发实现提供支持。
LTE上下行调度算法介绍分析
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
提纲
1 2
3
4
LTE调度概述 相关概念
下行调度算法 上行调度算法
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相关概念_VOIP
VOIP简介
VOIP业务状态分为过渡期（Transient state）,通话期（Talk Spurts）和静默期（Silent Period）
过渡期是指每次业务建立初期尚未稳定的暂态； 通话期是对应用户正在通话的状态。在通话状态下，每20ms传送一次数据；
调度信息处理
下行方向，调度信息处理模块根据RLC层提供的当前Buffer状态信息确定需要传输的数据量； 上行方向，调度信息处理模块处理UE上报的BSR，PHR和SR。
ICIC策略
如果启用了ICIC，那么系统频带将被划分为中心频带和边缘频带。调度器根据ICIC策略确定边缘用户优先在边缘频 带进行调度，中心用户优先在中心频带调度。
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LTE调度概述
调度对网络性能的影响 小区吞吐量； 小区边缘用户吞吐量； VOIP容量 各类数据业务的QoS满意率； 不同等用户的差异化以及同等用户的公平性；
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LTE调度概述
LTE调度器输入输入模块
输入模块
[功控模块] DLPC为下行调度提供HARQ最大发送次 数和发射功率参数； ULPC为上行调度提供HARQ 最大发送次数和当前用户的功率余量； [用户信息模块] 包含用户UE能力和用户业务QOS等 参数（业务QoS参数包含业务QCI,GBR,AMBR，以 及半静态/动态调度分类）； [Tx Buffer模块] 传递Tx Buffer信息给调度器； [信道信息模块] 传递当前的信道信息给调度器，包 括CQI, SINR, ACK/NACK； [ICIC模块] 若已经启用ICIC，调度器将获得小区中 心频带和边缘频带的划分信息用户类型以及邻区信 息； [MIMO模块] 上行方向传递虚拟MIMO配对信息给调 度，下行方向告知调度MIMO模式；
LTE学习笔记-上下行参考信号研究、系统信息、下上行链路自适应、PUCCH周期非周期反馈
2-14-03-06 (上下行参考信号研究、系统信息、下/上行链路自适应、CQI/PMI/RI 反馈(PUCCH周期/非周期反馈))一、参考信号参考信号（Reference Signal，RS），就是常说的“导频”信号，是由发射端提供给接收端用于信道估计或信道探测的一种已知信号。
1、下行参考信号下行参考信号有以下目的。
（1）下行信道质量测量。
（2）下行信道估计，用于UE端的相干检测和解调。
下行参考信号由已知的参考信号构成，下行参考信号是以RE为单位的，即一个参考信号占用一个RE。
这些参考信号可分为两列：第1参考信号和第2参考信号。
第1参考信号位于每个0.5ms时隙的第1个OFDM符号，第2参考信号位于每个时隙的倒数第3个OFDM符号。
第1参考信号位于第1个OFDM符号有助于下行控制信号被尽早解调。
在频域上，每6个子载波插入一个参考信号，这个数值是在信道估计性能和RS开销之间求取平衡的结果，RS过疏则信道估计性能无法接受；RS过密则会造成RS开销过大。
另外，第0参考信号和第1参考信号在频域上是交错放置的。
而且，下行参考信号的设计还必须有一定的正交性，以有效地支持多天线并行传输（最多需支持4个并行流），实际上通过在时域上错开放置第2与第3参考信号来解决这个问题。
如图：图2.3.1-1 天线端口对应的参考信号总结：参考信号是由发射端提供给接收端用于信道估计或信道探测的一种已知信号。
Antenna 为天线，而且在单天线的情况下，它必须假设同时存在天线端口0，1，对应到天线端口1的资源粒子是空着的，不能使用，这有个好处就是不会对其它系统配置。
观察图可知，时域上距离为6个RE，频域为5个RE.上行参考信号：LTE上行采用单载波FDMA技术，参考信号和数据是采用TDM方式复用在一起的。
上行参考信号用于如下两个目的。
(1)上行信道估计，用于eNode B端的相干检测和解调，称为DRS。
(2)上行信道质量测量，称为SRS。
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图1 LTE的上行信道系统模型
LTE上行信道有两种参考信号，分别是解调参考信号和探测参考信号，其中解调参考信号用作均衡和检测进行信道估计的参考信号，其带宽与用户信号带宽相等，以便eNode B的接收机能够解调出控制信息和数据信息，解调参考信号是基于循环移位的Zadoff-Chu序列，序列的不同移位版本之间相互正交，它的自相关性和互相关性很好。
图2 LTE上行信道导频分布
LTE上行信道的导频（解调参考信号）是块状分
布模式[3]，在整个频域上都有导频，一个子帧中有两个时隙，普通循环前缀时一个时隙中有7个OFDM符号，编号0-6，一个子帧中共有14个OFDM符号，编号0-13，其中PUSCH信道导频排放在l=3,10的符号上（如图2a），PUCCH信道有6种格式，其中1,1a,1b格式中，导频排放
（3）其中=()
P P
H
H H P P
R E H H为导频信道矢量H的自相关矩阵，
位矩阵。
获得简化的信道估计器：
该式为LMMSE算法的常用公式。
星座因子与所采用的调制方式有关：对于QPSK调制为1，对16QAM LMMSE算法需要知道信道与噪声方差的先验信息，需要
，且（6
5 仿真结果
本文采用LTE上行的基本
图3 MSE性能曲线
图4 SER性能曲线
3知，在低信噪比区域，LS算法和LMMSE 法性能差距比较大，因为LS估计没有考虑噪声的影响，所以噪声方差大时会明显地降低LS性能。
随着信噪比增加，两者性能逐渐接近，在相同的信噪比下，
均方误差性能始终优于LS的均方误差性能。
由图
着信噪比的增加，LS和LMMSE算法的误码率都在逐渐减 LMMSE算法的误码率性能总是优于LS算法的误码率LMMSE计算量比较大，实际应用中，会对硬件的。