信道估计

CRS用于小区内所有服务UE的物理下行数据和控制信息解调，是LTE/LTE A最普遍 的参考信号。
MBSFN RS用于多播单频网的广播信号解调。
UE-specific RS 又称为DM-RS，用于UE的PDSCH解调。
由于LTE中每一个下行天线端口传输一个参考信号，小区内所有UE都要使用小区参考信 号，小区专用参考信号需要覆盖整个带宽，因此，重点说小区参考信号。
，
导频处的信道估计（LS）
ˆ X 1Y Y1 , H p p p X1 Y , P XP
T
数据处的信道估计（LMMSE）
HMMSE RHH (RHH 2 ( XX H )1 )1 H p
2
为噪声方差
RHH 表示信道的自相关矩阵
2 1 ˆ ˆ H Rhp Rpp I H p
Rhp
R pp
ˆ H p
为数据子载波和导频子载波的相关系数 为导频子载波处的相关系数 为导频子载波处的信道响应
信道估计用MMSE算法又称为维 纳滤波
维纳滤波
求解使得
J E{ Hdata Hdata }
2
为最小的滤波器系数。
data处信道的估计为：
H data (l , k )
( l ', k ')P
1 1 j 2 rms k / Ts
rms 为RMS多径时延（功率衰减到最大功率1/e
处的时间）
下行物理信道

PDSCH:

承载下行用户数据，也可用于传送系统控制消息和寻呼消息 广播系统信息(cell IDs, cell status, allowed services, RACH parameters…) 应用于多播业务，只对特定的终端发送信号 携带了H-ARQ Ack/Nack消息，指示eNodeB是否正确接收到PUSCH的传输。
4
基于导频的非盲信道估计



(1)发射端导频图案的选择； (2)接收端导频位频率响应函数的计算方 法； (3)导频位之间数据位频率响应函数的获 取。
5
LTE帧结构
LTE支持两种无线帧结构，Type 1，适用于FDD；Type 2，适用于 TDD；主要研究的是TD-LTE，所以主要针对Type 2的结构进行讲解， 相邻子载波频率间隔为15KHZ，OFDM符号持续时间1/15000秒，每 个符号最大的采样数为2048，即采样频率为30.72MHZ。
Cell-specific reference signals
信道估计
信道估计分两步进行，首先，在参考信号位置进行 LS信道估计，获得已知导频处的信道估计，然后，选择 合适位置的导频信道，利用已知导频处的信道估计结果， 进行2D维纳滤波，得到时间域和频率域中数据处的信道 估计结果。 准最优方案采用时间和频率维的2D维纳滤波。

PBCH:


PMCH:


PHICH:

PCFICH: • 携带了一个控制格式指示，提供PDCCH信道使用OFDM符号数量的信息。 每个物理信道在进行 PDCCH: • 承载下行链路控制DCI信息，包含资源分配和UE的其他控制信息。
信道估计时，所具有 的信息和RS图案都不 完全相同，所以不同 的信道需要不同的模 块进行区分。
参数估计负责估计出信道估计所需要的RMS 时延、多普勒和噪声方差，传递给信道相关 性计算模块，得到当前子帧内信道相关性的 结果。本地导频计算则根据需要输出当前所 用到的导频的发端值。导频信道估计负责LS 计算，得到所需要导频的LS信道估计值。最 终所有输出汇入数据处信道估计模块，得到 下一步MIMO均衡所需要的信道估计结果。

w(l , k ; l ', k ') H pilot (l ', k ')
w
为滤波器系数
H pilot 为已知的导频处的信道
其中滤波系数为：
1 wT (l, k ) Rhp Rpp
Rhp
为数据子载波和导频子载波的相关系数 为导频子载波处的相关系ilot进行data处信道进行估计，一 般来讲，已知导频数目越多效果越好，但同时也会使计算量越大。
信道估计
信道估计的信号处理流程 PBCH位置固定，且只占据中间的72个子载波位置，这样在同步完成之后， 就可以确定出PBCH的位置而不需要了解带宽如何。 控制域信道估计（PCFICH、PHICH、PDCCH）: 确定可用参考信号，估计全频带范围内的控制域信道。 数据域信道估计（PDSCH）: 根据控制域信号解析结果，确定用户专用的RB范围，在用户专用RB范围内 确定可用参考信号，进行信道估计，输出信道估计结果。
PBCH信道估计算法模块
R0 R0 R0 R0
R0
R0
R0
l0
R0
l 6l 0 l6
单天线下接收端PBCH时频结构
PBCH数据产生及其时频资源位置
PBCH位置固定，为一个无线帧 上的subframe0中slot1上的第0、 1、2、3个OFDM符号，且只占 据中间的72个子载波位置，这样 在同步完成之后，就可以确定出 PBCH的位置而不需要了解带宽 如何。
同步完成之后，下行信道的接收解调有先后顺序。一般步骤为：1）估 计PBCH信道，解调得到带宽等信息；2）估计控制区域信道，解调得 到当前UE占据RB索引等信息；3）估计PDSCH信道，进行数据解调。 信道估计的位置如下：
带宽等信息 同步信道 PBCH信道 控制信道
UE的RB范围等 数据信道 UE数据解调
信道的互相关矩阵具有时频上的独立性
Rt ,f (l, k ) t (l )f (k )
t (l ) J0 (2 fd lTs )
J0
fd
表示第一类零阶贝塞尔函数 为最大多普勒频移 需要估计的基本参数包括 噪声方差，Doppler频移和 RMS多径时延。
f (k )
PBCH的有效数据位于无线帧号的连续的4个无线帧的第1个子帧的第2个slot的前4个 OFDM符号的中间带宽的72个频域子载波上。
TD LTE A信道估计模块
参数估计模块 信道相关性计算 无PMI 导频处信道估计 数据域/控制域信道估计 有PMI 等效信道计算
本地导频计算
信道估计模块框图
PBCH信道估计 详细 数据域/控制域 信道估计 详细 数据域信道估计 PDSCH 控制区域信道估计 PCFICH/PHICH/PDCCH
数据处信道估计模块
下行时隙结构
一个时隙中传输的信号可以用一个资源栅格（Resource Grid） 来描述，其大小由频域索引坐标上 个子载波 和时域索引坐 标上 个个OFDM符号交错分割而成。
LTE下行资源栅格图
常用导频插入方法
AWGN时不变信道条件下几种方案性能完全一样
适合快衰落信道
适合慢衰落信道
可以通过调整子载波间隔和 符号间隔来适应频率选择性 衰落信道和时间选择性衰落 信道
TD-LTE下行链路信道估计
1
内容
为什么估计 信道估计方法 信道估计过程 （1）插入导频 （2）导频位置信道估计 （3）非导频位置信道估计

2
为什么估计
在LTE系统中，发射分集、相关解调、空间复用等，接收端都必
须通过信道估计获得信道矩阵信息才能够正确的解调出混叠在一起 的信号；这就需要在接收信息时，对信道的参数进行估计。
自适应的信道均衡器利用信道估计来对抗ISI的影响；分集技术
利用信道估计，实现与接收信号最佳匹配的接收机；最大似然检测 利用信道估计使得接收端错误概率最小化；相关解调利用信道估计
提供的信号相位信息，实现信号的检测，与非相干解调相比，相干
解调可以提高系统的整体性能。
3
信道估计方法

盲信道估计 非盲信道估计
不需要导频辅助，一般收敛速度较慢，限制了在实际系统的 中的使用。

有导频辅助的非盲信道估计通常能克服盲估计和半盲估计精 度低、复杂度高、统计时间长等缺陷，LTE系统中，由于传输速 率较高，并且需要使用相干检测技术获得较高的性能，因此通常 使用非盲估计获得较好的估计效果，这样可以更好的跟踪无线信 道的变化，提高接收机性能。重点信道估计方法就是基于导频的 非盲信道估计。