一般情况下lte的lte信道分类snr是多大

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LTE题库1200题
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官方公共微信什么是CQI(信道质量指示符)
CQI: Channel Quality
Indicator(信道质量指示符)
信道质量指示符(CQI)是无线信道的通信质量的测量标准。CQI
能够是代表一个给定信道的信道测量标准所谓一个值(或多个值)。通常,一个高值的 CQI 表示一个信道有高的质量,反之亦然。对一个信道的
能够通过使用性能指标,例如,信噪比(SNR),信号与干扰加噪声比(SINR),信号与噪声失真比(SNDR),等信道的性能被计算。这些值和其它的能够针对一个给定的信道测量和然后用来计算信道的
CQI。一个给定信道的 CQI 能够依赖于被通信系统使用的传输(调制)方案。例如,一个使用码分多址(CDMA)
的通信系统能够利用一个不同的 CQI
而不是一个使用正交频分复用(OFDM)通信系统。在更多复杂的通信系统中,例如,那些使用多输入多输出(MIMO)和空间时间代码的系统,CQI
的使用也依赖于接收器的类型。其它能够考虑 CQI 的因素是性能损伤。例如,多普勒转换、信道预算错误、干扰等等。
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电 子 科 技 大 学
UNIVERSITY OF ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA 硕士学位论文 MASTER THESIS (电子科技大学图标) 论文题目 LTE 中Sounding 信号的信噪比估计 与定时估计 学科专业 通信与信息系统 学 号 座机电话号码0148 作者姓名 田 浩 指导教师 杨 霖
分类号 密级 注 1
UDC 学 位 论 文 LTE 中Sounding 信号的信噪比估计 与定时估计 (题名和副题名) 田 浩 (作者姓名) 指导教师 杨 霖 副教授 电子科技大学 成 都 (姓名、职称、单位名称) 申请学位级别
硕士 学科专业 通信与信息系统 提交论文日期 2014.03 论文答辩日期 2014.05 学位授予单位和日期 电子科技大学 2014 年 6 月28
日 答辩委员会主席 评阅人
注1:注明《国际十进分类法UDC》的类号。
SIGNAL TO NOISE RATIO ESTIMATION AND
TIMING ESTIMATION BASED ON SOUNDING REFERENCE SIGNAL IN LTE A Master Thesis Submitted to University of Electronic Science and Technology of China Major: Communication and Information Systems Author: Tian Hao Advisor: Associate Professor Yang Lin School : National Key Laboratory of Science and Technology on Communications 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作
及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方
外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为
获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与
我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的
说明并表示谢意。 作者签名: 日期:
日 论文使用授权 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文
的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,
允许论文被查阅
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摘要: 为解决在时变环境下LTE下行传输时各参考信号之间的存在载波间干扰的问题,提出了一种新的适用于3GPP长期演进(LTE)下行时变信道下的参考信号映射方法,与3GPP LTE标准参考信号(RS)映射相比,该方案具有更优的性能。该方案通过加入虚子载波来保护参考信号(也就是导频符号),有助于减弱载波间干扰(ICI)在导频子载波的影响。另外,该方案允许通过一个简单的估计来得到ICI增益参数,通过对所提方法与标准映射的归一化均方误差性能和误码率性能在不同移动速度环境的仿真比较,在时变环境下,该方案性能明显优于标准方案
&2012年3月
第33卷 第3期
计算机工程与设计
COMPUTER ENGINEERING AND DESIGN
Mar.2012
Vol.33 
LTE下行时变信道参考信号映射
陈 鹤,李 峰,李兆训
(解放军信息工程大学信息工程学院,河南郑州450002)
摘 要:为解决在时变环境下LTE下行传输时各参考信号之间的存在载波间干扰的问题,提出了一种新的适用于3GPP长
期演进(LTE)下行时变信道下的参考信号映射方法,与3GPP LTE标准参考信号(RS)映射相比,该方案具有更优的性
能。该方案通过加入虚子载波来保护参考信号(也就是导频符号),有助于减弱载波间干扰(ICI)在导频子载波的影响。
另外,该方案允许通过一个简单的估计来得到ICI增益参数,通过对所提方法与标准映射的归一化均方误差性能和误码率
性能在不同移动速度环境的仿真比较,在时变环境下,该方案性能明显优于标准方案。
关键词:长期演进;下行;信道估计;时变;虚子载波
中图法分类号:TN929.5 文献标识号:A 文章编号:1000-7024 (2012)03-0847-04
收稿日期:2011-04-19;修订日期:2011-06-20
基金项目:国家863高技术研究发展计划重点基金项目(2009AA011504); “新一代宽带无线移动通信网”国家科技重大专项基金项目
(2009ZX03003-008-02)
作者简介:陈鹤(1985 ),男,江西赣州人,硕士研究生,研究方向为下一代移动通信关键技术、LTE系统关键技术;李峰(1984 ),
男,宁夏银川人,硕士研究生,研究方向为下一代移动通信关键技术、LTE系统关键技术;李兆训(1968 ),男,山东潍坊人,副教授,
硕士生导师,研究方向为移动通信关键技术、LTE系统关键术。E-mail:crane6808@sina.com
Reference symbol mapping for time varying channel in LTE downlink
CHEN He,LI Feng,LI Zhao-xun
(Institute of Information Engineering,PLA Information Engineering University,Zhengzhou 450002,China)
Abstract:A new reference symbol mapping scheme for time varying channels is proposed to mitigate the effect of inter-carrier interference(
ICI)at pilot sub-carriers and improve downlink channel estimation performance over the standard reference symbol
mapping scheme defined in the LTE standard.The proposed scheme is based on the concept of guarding pilot symbols with null
sub-carriers.The effect of inter-carrier interference(ICI)at pilot sub-carriers is reduced.To assess the relative merits of the
proposed reference symbol mapping scheme over the standard scheme,simulation shows that the proposed scheme has a better
performance improvements than the standard one at time varying channels.
Key words:LTE;downlink;channel estimation;time varying;null sub-carrier
0 引 言
为了迎接宽带接入技术的挑战,同时为了满足新型业
务需求,第三代合作伙伴计划(3GPP)于2004年11月
启动了的最大的新技术研发项目———长期演进(LTE)。
它改进并增强了3G的空中接入技术,采用OFDM 技术和
MIMO技术作为其无线网络演进的唯一标准。它改善了小
区边缘用户的性能,并提高了小区容量和降低了系
统延迟[1-2]。
支持用户的高速移动通信是LTE标准中的一个重要需
求。然而,无线信道在高速环境下的时变性将会是完成这
一需求所面临的重大挑战。在3GPP LTE下行链路中,无
线信道在一个正交频分复用(OFDM)符号传送周期内的
变化将会破坏不同子载波间的正交性,这将引起接收端的
ICI,ICI将会导致严重的性能下降[3]。由于ICI的存在,接
收端进行信道估计将是个重大的挑战。
目前,已有一些不同的关于OFDM 系统在时变环境下
的信道估计方案。在文献[4]中,提出了一种在移动数字
视频广播-手持(DBV-H)接收端进行信道估计的时域升
余弦插值和一种频域长余弦插值带自适应滚降系数的插值
方法。在文献[5]中,提出了一种针对DVB-H 的低复杂
度的信道估计方法,该方法能过在时域和频域分别采用信
道矩阵的带状结构和稀疏矩阵来降低复杂度。在文献[6]
中,提出了一种最小均方误差插值和时域加窗的时变信道
估计方法。参考信号子载波上的ICI影响受其它参考信号
子载波和数据子载波的复合影响,尤其是与参考信号子载
 计算机工程与设计2012年
波相邻的几个子载波影响最大,为此本文给出了一种适用
于LTE下行时变信道估计的参考信号映射(TVRSM)方
法,此方法可以在参考信号子载波相邻位置插入的若干个
虚子载波,从而达到削弱ICI影响的目的。为方便表示,
这里简称该方法为TVRSM (time-varyning reference signal
mapping)方法。
标识说明:在以下叙述中,E (·)表示求随机量的数
学期望;XH 表示复向量X 的共轭转置,diag (X )表示对
角矩阵的对角元素为向量X 。
1 系统描述和信道模型
假设一个MIMO-OFDM 系统,发射端有2个天线,接
收端有2个天线,传送带宽为10MHZ,对应的资源块
(RB,一个RB由7个OFDM 符号,12个子载波组成)个
数为50,根据文献[7],采用由20个0.5ms下行时隙组成
的帧结构1。
1.1 参考信号
参考信号,也就是常说的“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。
由于LTE改变了基本传输方式和多址方式,原来为CDMA
系统设计的参考信号无法继续使用,需要针对OFDMA和
SC-FDMA系统重新设计。
LTE下行有3种参考信号[8]:小区专用参考信号、单
频网多播/广播(MBSFN)参考信号、终端专用参考信号。
我们进行信道估计需要用到的是小区专用参考信号。如图1
所示为小区专用参考信号在RB中时的映射,其中天线1除
了发射本天线的RS外,其它天线在RB上相同位置不进行
发射,以避免对其它天线进行干扰。同样,天线2除了发
射本天线的RS 外,其它天线在RB 上相同位置不进
图1 3GPP LTE标准小区专用参考信号映射
1.2 信道模型
时变多径衰弱信道可以用抽头延时线模型来表示[9-10]
h(t,τ)=Σ
h(t)δ(τ-τl) (1)
式中:τl———对应于第l个抽头的延时。
这里采用文献[11]中提出的extended vehicular A
(EVA)模型,EVA模型对应的均方根延时扩展为357ns,
抽头数L=9。对于快衰弱信道,信道在一个OFDM 周期的
变化比较明显,抽头增益的时变性主要取决于它的自相
关函数[12]
E[hl(t)hl
*(t+Δt)]=σhl
2 J0(2πfDΔt) (2)
式中:fD———最大多谱勒频移,σhl
2———对应hl (t)的平
均功率,J0 (·)———第一类零阶Bessel曲线。
2 信道估计方法
k 为任一下行时隙第k 个子载波,第m 个符号传
送的数据。在接收端对应第k个子载波,第m 个符号的接
收信号[13]
m =Hk,k
n=0,n=k
式中:K———总子载波数,Nm
k ———均值为0、方差为σN
的加性高斯白噪声,Hk,k
m———子载波k 上的信道频率响
应,Hn,k
m———子载波n (n=0,1,…,K-1,n≠k)对子
载波k产生的ICI增益。
我们用k1,k2,…,kP 分别表示P 个参考信号。通常
RS的CFR增益的初始估计不考虑ICI影响,第p 个参考信
号CFR的LS估计为[14-15]
^Hkp,kp
m ,p =1,2,…,P (4)
式(4)得到的估计只适用于低速移动环境,此时式
(3)中的ICI增益Hm
k,k′可以忽略。然而,在高速移动传播
条件下,随着最大多谱勒频移fD 的增大,ICI增益也随着
变得更加严重,式(4)将不再适用。
3 所提参考信号映射方案
为了减少时变环境下ICI的影响,这里给出一种新的
映射方法,该方法通过插入虚子载波来保护参考信号。由
于参考信号子载波上的ICI影响受其它参考信号子载波和
数据子载波的复合影响,尤其是离的最近的几个子载波影
响最大,所以可以把与参考信号子载波相邻的两边M 个子
载波换成虚子载波,设k′为虚子载波位置标号,此时
k′ =0 (5)
k′满足│k′-kp │<M (kp 代表第p 个参考信号子载
波)。相应的M=1和M=2的参考信号映射如图2和图3
所示,其中黑色部分为参考信号,灰色部分为插入的虚子
将式(4)代入式(3)中,可得第m 个OFDM 符号上
的导频子载波kp 的接收信号为
kp =Hm
kp + Σ |k′-kp|>M
kp,k′Xm
k′ +Nm
kp (6)
显然,上式消除了2 M 个干扰最为严重的ICI增益
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第33卷 第3期  陈鹤,李峰,李兆训:LTE下行时变信道参考信号映射 
kp,k′ (k′=kp -M,…,kp-1,kp+1,…,kp+M),所以通
过式(6)可以得到比式(3)更精确的估计值。
同样地,可以利用虚子载波在导频相邻位置的插入估
计出ICI增益。以第m 个OFDM 符号上的第一个相邻子载
波kp+1为例,由式(4)和式(6)可得,此子载波上的
接收信号为
kp+1 =Hm
kp+1Xm
kp + Σ |k′-kp|>M
kp+1,k′Xm
k′ +Nm
kp+! (7)
  在式(7)中,Hm
kp+1,kp+1的估计主要取决于虚子载波
位置上的子载波kp+1 (Xm
kp =0),利用第p 个参考信号
m 和式(7),可求得ICI增益项
kp+1,kp =
Ykp+1
其它ICI项Hm
kp-M,kp ,…,Hm
kp-1,kp ,Hm
kp+2,kp ,…,
kp+M,kp 可以通过类似的方法求得。
在标准参考信号分布图中,由于Xm
kp+1 ≠0,所以
kp+1,kp+1项不能消除。这就会导致整个估计性能的下降。
4 性能分析
4.1 仿真分析
为了验证TVRSM 方法与标准映射方案之间的性能差
异,分别对不同速度下两种方法的归一化均方误差
(NMSE)性能与误比特率(BER)性能进行了仿真。信道
采用的是EVA信道模型,信道模型参数如表1所示,仿真
条件如表2所示。
表1 EVA信道模型参数
抽头延迟/ns 功率延迟/dB
30 -1.5
150 -1.4
310 -3.6
370 -0.6
710 -9.1
1090 -7.0
1730 -12.0
2510 -16.9
表2 LTE系统传统估计算法仿真参数
参数工作频段系统带宽天线配置子载波数参考信号映射方式信道调制方式移动速度信道估计算法
取值2.6GHz 10MHz
2发2收,
TVRSM 与
Release 8标准映射
EVA QPSK
0km/h、150km/h、
300km/h
  仿真1和仿真2:图4和图5中分别表示了TVRSM 和
标准映射时分别在移动速度v=300km/h、v=150km/h与
v=0km/h (非时变条件下)时的NMSE性能比较。图中,
Standard表示标准映射,M=1表示TVRSM 方法中RS前
后各1个虚子载波的情况,M=2表示TVRSM 方法中RS
前后各2个虚子载波的情况。从图中可知,在v=0km/h
时,TVRSM 和标准映射NMSE性能差别不大,这是因为
在非时变信道下,ICI不存在或可忽略,保护参考信号的虚
子载波没有发挥作用,所以其性能与标准映射时接近。随
着SNR的增大,ICI逐渐成为影响性能的主要因素,由于
虚子载波能消除与导频子载波相邻2 M 个邻近子载波的ICI
干扰,所以此时所提方案性能明显优于标准方案。而且移
动速度越大,TVRSM 方法的优势越明显。
仿真3和仿真4:图6和图7中分别表示了TVRSM 和
标准映射分别在移动速度v=300km/h、v=150km/h与v=0
km/h时的BER性能比较。从图中可知,在v=0km/h时,
TVRSM 和标准映射BER性能差别不大,但由于有2 M 个
虚子载波替换了数据子载波,造成了一定的传输速率损失,
·849·
 计算机工程与设计2012年
所以TVRSM 在M=1时和M=2时相比于标准方案各有
0.3dB和0.6dB的SNR损失。但随着移动速度的增加,由
于虚子载波对ICI的抑制作用,在高SNR区域TVRSM 相
比于标准映射的优势越来越明显。在v=150km/h的条件
下,M=1时TVRSM 在SNR=30dB时能比标准映射时提
升2.5dB左右性能,M=2时TVRSM 在SNR=30dB时能
比标准映射时提升4.5dB左右性能。在v=300km/h的条
件下,M=1时TVRSM 在SNR=30dB时能比标准方案提
升3dB左右性能,M=2时TVRSM 在SNR=30dB时能比
标准映射时提升5.5dB左右性能。
4.2 开销分析
TVRSM 方法由于插入了部分虚子载波而牺牲了少量
的下行时隙的数据传输,有效数据传输能力略有所下降,
在需要传输相同有效数据量时,其开销必然会有所增加,
但能换来在时变信道下估计性能的提升,这个代价还是值
得的。显然,M=2时该方法比M=1时开销大,出于性能
与开销的折衷考虑,一般选用M=1时的情况。
5 结束语
本文针对在时变环境下LTE下行传输时各参考信号之
间的存在载波间干扰,严重影响信道估计性能的问题,给
出了一种适用于LTE下行时变信道估计的参考信号映射方
法,该方法通过在参考信号邻近子载波位置上插入虚子载
波来消除邻近子载波对参考信号的载波间干扰,从而达到
提高信道估计性能的目的,同时该方法又可通过一个简单
估计器来获得ICI增益的初步估计,仿真结果与分析表明,
在时变环境下该方法相比于Release 8标准映射具有更优的
估计性能。
参考文献:
[1]Stefania Sesia.LTE—The UTMS long time evolution from theory
to practice[M].Beijing:People’s Posts and Telecommunications
Press,2009 (in Chinese).[赛西亚.LTE—UMTS长期演进理
(下转第855页)
·850·】优领域
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