為了實現(xiàn)4G通信,，LTE版本10同版本8相比支持多種新的功能,。比如多點協(xié)作傳輸、加強的MIMO傳輸,，這些都需要新的參考信號來保證其有效地實現(xiàn),。從信道估計的角度來看,，MU-MIMO傳輸是LTE-A與LTE的最大區(qū)別。為了利用MU-MIMO 傳輸?shù)膬?yōu)點,，必須考慮空間時域上額外的自由度,，可以通過一種傳輸模式來動態(tài)地調(diào)整下行鏈路傳輸?shù)膶訑?shù)。

    本文提出了LTE-A系統(tǒng)的一種新的信道估計方法,，利用LTE-A的RS來滿足上述要求。首先討論了LTE中的參考信號[1],，LTE-A的參考信號[2]和信道估計是如何實現(xiàn)的以及為什么這種方法在LTE-A Square和LMMSE(Line Minimum Mean Square)中是可以使用的,設計得到基于LS(Least Error)的信道估計方法,并提供了使用新的RS的信道估計的仿真結果,。最后評估了LTE-A鏈路級仿真器的估計性能。
1 LTE中的參考信號
    版本8中的下行信道估計是基于小區(qū)參考信號的,在給定小區(qū)內(nèi)所有用戶都可以使用CRS(Cell Reference Signal)來實現(xiàn)從eNOdeB端到UE所在位置的信道估計,。從這個角度來說,，CRS既可以用來解調(diào)又可以用來反饋計算。但是采用CRS進行信道估計給系統(tǒng)強加了一些限制條件,。由于需要通過CRS來獲得eNodeB端的反饋信息,，CRS要在預編碼之后插入,因此預編碼信息必須傳達給用戶，但是這樣的基于無碼本的預編碼設計開銷較高,，這是一個根本原因,。考慮到LTE-A MU-MIMO傳輸?shù)南到y(tǒng)性能,，碼本是一個限制因素,，使有效的MU-MIMO均衡復雜化，同時CRS的設計不支持8天線傳輸,，然而擴展CRS開銷又太高,。
2  LTE-A中的參考信號和信道估計
    為了克服上述缺點，LTE-A設計了區(qū)分反饋計算和解調(diào)[3]的參考信號,。反饋計算可以通過使用CSI-RS(Channel State Information)來實現(xiàn),，解調(diào)可以通過使用解調(diào)參考信號來實現(xiàn)。CSI-RS是一種在時域和頻域都非常稀疏的RS,，用來估計整個傳輸帶寬上的物理信道,，所以要在預編碼之后插入天線時域內(nèi)[4]。UE-RS或者DM-RS用來估計有效信道,，因此要在預編碼之前插入層時域內(nèi),。

2.2 信道狀態(tài)信息參考信號
    為了給用戶提供網(wǎng)絡端的CSI和有效的信道A(1)，UE必須估計出物理信道H(l),，因此,，LTE-A定義了CSI-RS，它具有LTE中DM-RS和CRS的雙重性能。CSI-RS最多支持8天線傳輸,，在1-,、2-、4-和8天線情況下,，CSI-RS分別有20,、20、10和5四種復用模式,，允許不同的小區(qū)利用不同的復用模式來避免彼此的CRS-RS沖突,，每個天線的CSI-RS占用兩個連續(xù)的RE，CSI-RS的密度與信道估計的精確度成正比,，但同時減少了下行資源利用率,。CSI-RS用于下行信道狀態(tài)測量和反饋報告，考慮到反饋的開銷,，CSI-RS間隔設置非常稀疏,。與UE-RS相比，系統(tǒng)的性能與信道狀態(tài)精確度沒有太大的關系,，CSI-RS使用與UE-RS同樣的方法來實現(xiàn)正交,，在整個時域內(nèi)CSI-RS都相互正交,。CSI-RS與CRS非常相似,，都是在天線時域被插入，并且覆蓋整個傳輸帶寬,所以所有的UEs都可以同時使用CSI-RS來進行反饋計算,。
3 結論
3.1 MU-MIMO信道估計
    圖2是在LTE-A傳輸模式9[5]下采用4個發(fā)送天線的一種可能的資源塊的分配,。在這種模式下層數(shù)M可以從一個資源塊到下一個資源塊動態(tài)改變。相同顏色的矩陣代表這些資源塊被分配給同一個或者相類似的用戶,，白色的矩陣符號代表沒有傳輸數(shù)據(jù),。UE可以使用DM-RS直接為每個資源塊估計有效信道。此外,，由于M≤Nt,，所以估計出的維數(shù)比基于CRS估計出的維數(shù)低。

4 仿真結果
     本節(jié)提供了基于LTE-A標準的信道仿真的數(shù)值結果,，為了不受估計的影響,，所有仿真基于單用戶考慮，仿真相應的參數(shù)如表2,。圖3是子幀在常規(guī)信道下的均方誤差,。從圖中可知LS估計算法導致高的SNR，主要是由LS估計算法在RS間的插值導致,。值得注意的是,基于CSI-RS的LMMSE估計算法與基于DM-RS的LS估計算法性能十分相近,，然而基于CSI-RS的信道估計開銷只占DM-RS的17%,所以其計算復雜性可以忽略。

    圖4是估計性能及開銷與吞吐量之間的關系。從表1可知在4發(fā)4收傳輸情況下,，DM-RS和CSI-RS的開銷應該比CRS的開銷高,，因此LTE-A的吞吐量應該低于LTE的吞吐量。在LTE-A系統(tǒng)的傳輸帶寬中沒有同步信號傳輸,，它們可能與DM-RS重疊,。所以在靜態(tài)場景下UE應該使用4RS而不是2RS。

    本文推導了LTE-A下行傳輸?shù)男诺拦烙嬎惴ㄗC明了使用DM-RS可以有效被接收,。在靜態(tài)場景下,，為了充分使用4 DM-RS，UEs可以在時域內(nèi)預定兩個連續(xù)的資源塊,。這樣可以提高吞吐量,。對于變化緩慢的信道，可以使用開銷較低的CSI-RS來進行信道估計,，其計算復雜度低,，同時又可以獲得較高的精確度。
參考文獻
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