為了實現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。從信道估計的角度來看，MU-MIMO傳輸是LTE-A與LTE的最大區別。為了利用MU-MIMO 傳輸的優點，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地調整下行鏈路傳輸的層數。

    本文提出了LTE-A系統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參考信號的,在給定小區內所有用戶都可以使用CRS(Cell Reference Signal)來實現從eNOdeB端到UE所在位置的信道估計。從這個角度來說，CRS既可以用來解調又可以用來反饋計算。但是采用CRS進行信道估計給系統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傳輸的系統性能，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設計了區分反饋計算和解調[3]的參考信號。反饋計算可以通過使用CSI-RS(Channel State Information)來實現，解調可以通過使用解調參考信號來實現。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[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。

2.2 信道狀態信息參考信號
    為了給用戶提供網絡端的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，系統的性能與信道狀態精確度沒有太大的關系，CSI-RS使用與UE-RS同樣的方法來實現正交，在整個時域內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個發送天線的一種可能的資源塊的分配。在這種模式下層數M可以從一個資源塊到下一個資源塊動態改變。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據。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，所以估計出的維數比基于CRS估計出的維數低。

4 仿真結果
     本節提供了基于LTE-A標準的信道仿真的數值結果，為了不受估計的影響，所有仿真基于單用戶考慮，仿真相應的參數如表2。圖3是子幀在常規信道下的均方誤差。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。所以在靜態場景下UE應該使用4RS而不是2RS。

    本文推導了LTE-A下行傳輸的信道估計算法證明了使用DM-RS可以有效被接收。在靜態場景下，為了充分使用4 DM-RS，UEs可以在時域內預定兩個連續的資源塊。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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[2] 3GPP. Technical specification group radio access networkl(E-UTRA) and (E-UTRAN);physical channels and modulation; (release 10). Tech. Rep., Dec. 2010. [Online].  Available: http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/36211. htm.
[3] 3GPP. Technical specification group radio access networkl (E-UTRA) and (E-UTRAN);physical channels and modu  lation;(release 10). Tech. Rep.,Dec.2010. [Online]. Available: http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/36213.htm.
[4] DUPLICY J, BADIC B, BALRAY R, et al. MU-MIMO in  LTE systems[C]. EURASIP Journal on Wireless Communi cations and Networking, 2011.
[5] 3GPP. Technical specification group radio access network; (E-UTRA) and (E-UTRAN); physical layer procedures; (release 10). Tech. Rep., Dec. 2010. [Online].