高速移动通信环境下无线通信面临的问题.ppt

五、时变信道估计方法 在高速移动环境下，大的多普勒频移引起了信道的快速变化，若仍采用 传统的信道估计方法来估计信道，则得到的系统的性能较理想性能仍有较 大损耗。 下行链路采用OFDMA技术，用户收到的是一个OFDM符号。在OFDM符号持续时间内，通常假定信道是不变的。当假设条件不满足时，信道会在OFDM符号内的各个子载波间引入子载波干扰。 在高铁条件下，一个符号内信道引入的干扰较小。因而在可以近似认为在一个符号持续时间内近似不变。 5.1 下行链路 5.1 下行链路(续) 瑞利信道中，快速变化信道引入ICI 但符号间的变化不可忽略。 5.1 下行链路(续) 下行链路的信道估计采用导频辅助的信道估计方法，一个符号内部，在频域采用内插的方法获得其它子载波上的信道传输系数。由于信道快速随机变化，不能采用具有导频符号上的信道估计代替，必须采用时域内插方法以提高估计精度。 5.1 下行链路(续) 导频符号上的信道估计的精度和内插方法直接影响系统信道估计的精度，决定均衡后系统的性能。为此在研究中针对下行链路的特点，开展了提高导频上信道估计精度方法和提高内插精度的方法研究。 5.1 下行链路(续) 5.1 下行链路(续) 提高导频上信道估计精度方法的性能 5.1 下行链路(续) 5.1 下行链路(续) 提高信道估计插值精度的性能 根据上行链路中可以利用的资源。其信道估计采用基于块状导频的信道估计方法，利用块状导频估计出的信道系数，通过内插或多项式拟和等方法获得其它位置符号上的信道传输系数。 5.2 上行链路 5.2 上行链路(续) 信道传输系数内插、多项式拟、判决拟和效果 LTE-TDD上行传输链路中利用不同信道估计方法得到的系统MSE和 BER性能比较 5.2 上行链路(续) 六、克服信道变化方法 对于采用OFDMA的TDD-LTE下行链路，信道变化的影响主要表现在两个方面，第一个方面是在一个符号持续时间内信道的变化主要引入子载波间干扰，第二个方面是信道变化引起时间选择性衰落。 对于采用SC-FDMA的上行链路而言，如在接收端处理中采用频域均衡，信道变化的影响与下行链路类似，对于高铁环境下小的时延扩展，如采用时域均衡，则可以减小或消除在一个SC-FDMA(DFTS_OFDM)符号内频域子信道引入的干扰；使得系统性能仅受到信道变化引起的时间选择性衰落的影响。 6.1 克服一个符号内信道变化引起干扰的方法 当速度进一步增加，莱斯因子进一步降低，一个符号内信道变化引入的ICI不能忽略时，可以采用干扰抵消的方法进行消除。主要消除方法有判决反馈干扰消除方法、循环延迟分集和多普勒分集等. （1）瑞利信道中，快速变化信道引入ICI抵消技术效果 6.1 克服一个符号内信道变化引起干扰的方法(续) (2)循环延迟分集 6.1 克服一个符号内信道变化引起干扰的方法(续) 6.1 克服一个符号内信道变化引起干扰的方法(续) (2)循环延迟分集 6.1 克服一个符号内信道变化引起干扰的方法(续) (2)循环延迟分集 多普勒分集技术方案 6.1 克服一个符号内信道变化引起干扰的方法(续) 符号间的信道变化不能忽略，这些变化将引起时间选择性衰落；导致系统随着信噪比的增大，FER下降缓慢或产生不可降低的差错基底。 6.2 克服符号间信道变化的方法 克服时间选择性衰落方法主要有发射分集和多普勒分集等技术。 （1）发射分集 发射分集：空频码和空时码 6.2 克服符号间信道变化的方法(续) 2×1天线SFBC/STBC系统性能 6.2 克服符号间信道变化的方法(续) 6.2 克服符号间信道变化的方法(续) 多普勒分集 多普勒分集性能 6.2 克服符号间信道变化的方法(续) 七、总结 影响性能主要因素有两个：多普勒引入的时变载波频率偏移和信道的快速变化。 1、多普勒引入的时变频偏问题 （1）在估计方法的研究中，上行链路需要考虑多用户分离和用户间不同多普勒频移引入的干扰问题。 （2）在跟踪方法研究中，采用一阶AR模型和合理的 更新因子可以实现良好的跟踪。 （3）在补偿方法研究中，直接补偿适用于接收分集，预补偿适用于发射分集。上行链路的补偿还需要考虑多用户问题。 七、总结（续） 2、信道的快速变化问题 （1）快速变化影响了信道估计的性能，信道估计需要充分考虑快速变化的影响，在既定的导频密度上，从提高导频信道估计精度和提高内插或拟合精度等角度提高快速变换信道的估计精度。 （2）信道变化时间选择性衰落，需要从发射分集、接收分集、基于预编码的多普勒分集等方面，克服时间选择性衰落的影响，尤其是对高阶调制下的影响。 （3）信道变化在一个多载波符号中引入子载波干扰，需要从干扰抵消、循环延迟分集、过采样分集等多个方面研究提高