【《基于导频的信道估计概述》1500字】

基于导频的信道估计概述目录TOC\o"1-3"\h\u2389基于导频的信道估计概述 1307491.1PDSCH信道的DMRS信号 1151141.1.1DMRS介绍 1276251.1.2序列生成 2138301.1.3映射到物理资源 293231.2导频处的信道估计 226161.2.1最小二乘估计 2164621.2.2最小均方误差估计 3144081.2.3线性最小均方误差估计 3203771.3非导频处的插值估计 4251111.3.1常值插值 4242511.3.2线性插值 4PDSCH信道的DMRS信号DMRS介绍 参考信号即导频，是事先约定且占用特定位置的信号，在MIMO系统中参考信号不可或缺。在NR系统中根据用处的不同，分为四种参考信号。解调参考信号(DemodulationReferenceSignal,DMRS)用于通信终端的相关解调和信道估计。DMRS前置 将DMRS放在调度区域尽可能靠前的位置，有利于降低解调和解码的时延。使用前置DMRS的设计方式允许接收端尽早地进行信道估计。一旦获取了估计地信道响应，就可以立马进行数据的相关解调。附加DMRS 在低移动性的场景中，信道在时域上平稳变化，使用前置DMRS可以用较低的开销获得较好的信道估计效果。但是NR系统支持移动速率为500km/h这样的高速场景，仅使用一组导频无法对快速变化的信道进行精确估计。因此，在调度时间内可以额外安插最多3组附加的DMRS。利用插值算法对不同DMRS间的时域位置进行插值可以实现较为准确的信道估计。序列生成 UE应假设序列r(n)是按下式定义的： (3-1)式中，伪随机序列c(i)在3Gpp协议802.11的5.2.1节中定义为： (3-2) (3-3) (3-4) 其中，NC=1600,第一个m序列的初始化规则为：x1 伪随机序列生成器按下式进行初始化： (3-5) l是时隙内的OFDM符号序号，ns,f映射到物理资源 UE根绝高层参数dmrs-Type确定PDSCH的DMRS想物理资源映射是采用配置类型1还是类型2。序列为满足传输功率要求，乘上一个缩放因子，并根据下式映射到资源单元: (3-6) 具体参数配置可见TS38.211。导频处的信道估计最小二乘估计 假设接收到的信号为： (3-7) 其中，H为信道矩阵，N为噪声。则根绝最小二乘准则，有目标函数： (3-8) 令目标函数的导数为0，获得J取最小值时的信道矩阵： (3-9)最小二乘估计LS算法形式简单，硬件实现容易，但是未考虑了噪声的影响。信噪比较低得情况下精度会受较大影响。 (3-10)最小均方误差估计 最小均方误差估计MMSE是在LS算法的基础上发展而来的，其主要目的时消除噪声的影响。我们假设有一个矩阵W，令我们的信道估计值为：， 则MSE为： (3-11) 对MSE求导，并令Rhy 则有： (3-12) (3-13)对上式进行整理，最终得到： (3-14)线性最小均方误差估计线性最小均方误差估计LMMSE估计实在MMSE算法之上改进而来的。因为MMSE算法计算量巨大，主要体现在公式中的求逆项，在工程中实现难度大。LMMSE算法将MMSE算法公式中的对矩阵的求逆运算改为一个统计平均值，大大减少了算法复杂度。 (3-15) 我们知道SNR=EXK2 (3-16)非导频处的插值估计 对信道在解调参考信号处的时频点进行估计后，需要根据这些位置的估计量来填充整个时频响应矩阵。因此需要利用已获得的导频处值来获取其他位置的信道状态。当我们只有函数的几个离散取值时，利用插值可以获取邻近位置的函数估计值。因此我们可以利用插值将信道时频图补全。以下介绍几种常用的插值算法。常值插值 常值插值的原理很简单，利用参考信号处信道响应的估计量，非导频处的信道频率响应值直接取用相邻的导频处的估计量。常值插值算法不存在复杂的计算，实现容易，但仅适用于时频域上的平稳信道。但是当信道快速变化时，常值插值由于不能刻画信道的改变，性能较差。线性插值 线性插值在子载波间隔远远小于信道的相关带宽时优秀的性能表现。假设在时域上进行插值，线性插值的原理如图3-1所示，利用两个已知点估算另外一个点的信道响应。图STYLEREF1\s3