LTE-A系统扩展CP的参考信号设计

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1、LTE-A系统扩展CP解调用参考信号设计摘要：为了支持LTE-Advanced中更高阶MIMO，LTE-A中定义了两种新的下行导频，其中包括用于PDSCH解调的参考信号（DemodulationReferenceSignal，DMRS）。本文重点研究LTE-A系统扩展应用场景下行链路Rank3-4的DMRS设计方案，根据给出的扩展CP参考信号设计原则和以确定的技术方案，提出可行性的Rank3-4参考信号方案，并通过仿真比较不同DMRS方案的MSE性能和BLER性能。仿真结果表明第三四层参考信号位于子帧边缘的参考信号方案具有最优的性能。关键词：

2、LTE-A；扩展CP；Rank3-4；DMRS；参考信号中图分类号：TN929.533文章编号：1.引言随着第四代移动通信系统标准化进程的开展，第三代合作伙伴计划（3rdGenerationPartnershipProject，3GPP）也于2008年3月正式立项开始针对先进的LTE（LTE-Advanced）的初步研究[1]。LTE-A是LTE-Advanced的简称，是LTE技术的后续演进，其目的是为满足未来几年内无线通信市场的更高需求和更多应用，满足和超过先进的国际移动通信（InternationalMobileTelecommunic

3、ations–Advanced，IMT-Advanced）的需求[2]，同时还要保持对LTE较好的后向兼容性。因此，LTE-A增强技术中包括下行更高阶MIMO[3]，最高支持8层数据传输，在LTE-A中就需要额外的参考信号和复用方法以支持更高阶MIMO。LTE-A定义了两种下行参考信号[3]：一种是用于PDSCH解调的参考信号（DMRS）；另一种是用于信道状态信息（ChannelStateInformation，CSI）的参考信号（CSI-RS）。根据应用场景的不同（无线信道不同的时延扩展），LTE-A系统支持两种CP的系统配置，即常规CP和

4、扩展CP，它们的长度分别约为4.7和16.7。常规CP主要用于单播业务，而扩展CP方案用于支持LTE-A大范围小区覆盖和多小区广播业务。扩展CP性能优化的重点应该放在低rank（如rank1-2）情况。但是，ECP是小区专用行为，而不是终端专用行为，这也就意味着在适当的信道环境下，一些终端还是可能进行高秩传输的。高秩情况主要用于具有足够多的多径信号和好CQI的场景，即当用户位于大小区的中心，此时干扰足够低，也就可以用于高秩传输。因此，扩展CP还应该支持高秩传输。在之前的研究[4,5]中，已经确定了扩展CP的参考信号开销，即在Rank1-2情况

5、下采用CDM的复用方式，在每个子帧中参考信号共占用16个RE；在rank3-8情况下采用CDM+FDM的混合复用方式，在每个子帧中参考信号共占用32个RE。同时，针对Rank1-2的DMRS导频图样设计也在参考文献[6,7,8]中进行了详尽的研究，基于不同参考信号图样的性能和分析，3GPP最终选定交错结构作为扩展CPRank1-2的DMRS图样[9]。但是，针对LTE-A系统Rank3-4扩展CP的具体DMRS方案还没有确定[10]。本文着重对LTE-A系统扩展CP应用场景下行链路Rank3-4的DMRS设计方案进行研究。首先给出了LTE-A

6、系统扩展CP参考信号的设计原则，然后针对扩展CP的特点重点研究了Rank3-4的DMRS设计方案，并通过仿真比较了不同DMRS图样的性能，最后给出结论。2.LTE-A系统扩展CP的参考信号设计原则常规CP主要用于单播业务，而扩展CP方案用于支持LTE-A大范围小区覆盖和多小区广播业务。因为广播业务的信道时延较大，为了限制信道时延在CP范围内，就需要增加CP的长度。扩展CP是专门为大时延弥散信道或者高频率选择性信道设计的，扩展CP有利于克服多径干扰，可以支持大范围覆盖。由于扩展CP具有很不同于常规CP的特性，因此有必要针对扩展CP进行新的参考设

7、计以满足其特定的场景。针对扩展CP的特定应用场景，在进行扩展CPDMRS图样设计时需要考虑下面的设计原则：（1）DMRS开销：在常规CP研究中就已经发现不同的DMRS开销对系统性能影响很大。在低秩情况下，采用比常规CP更高的DMRS开销可以更好的对抗信道的高频率选择性，从而有效改善PDSCH性能。但更高的开销会降低数据速率。（2）一致性：目前常规CP的DMRS图案已经优先于扩展CP设计完成。因此，应该尽可能中用常规CP的DM-RS设计原则，如最大两个CDM组，FDM+CDM等。（3）应用场景：扩展CP性能优化的重点应该放在低Rank（如Ran

8、k1-2）这种情况。但同时扩展CP还应该支持高秩传输。扩展CP是小区专用行为，而不是终端专用行为，这也就意味着在适当的信道环境下，一些终端还是可能进行高秩传输的。因