为了实现4G通信，LTE版本10同版本8相比支持多种新的功能。比如多点协作传输、加强的MIMO传输，这些都需要新的参考信号来保证其有效地实现。从信道估计的角度来看，MU-MIMO传输是LTE-A与LTE的最大区别。为了利用MU-MIMO 传输的优点，必须考虑空间时域上额外的自由度，可以通过一种传输模式来动态地调整下行链路传输的层数。

本文提出了LTE-A系统的一种新的信道估计方法，利用LTE-A的RS来满足上述要求。首先讨论了LTE中的参考信号[1]，LTE-A的参考信号[2]和信道估计是如何实现的以及为什么这种方法在LTE-A Square和LMMSE(Line Minimum Mean Square)中是可以使用的,设计得到基于LS(Least Error)的信道估计方法,并提供了使用新的RS的信道估计的仿真结果。最后评估了LTE-A链路级仿真器的估计性能。
1 LTE中的参考信号
版本8中的下行信道估计是基于小区参考信号的,在给定小区内所有用户都可以使用CRS(Cell Reference Signal)来实现从eNOdeB端到UE所在位置的信道估计。从这个角度来说，CRS既可以用来解调又可以用来反馈计算。但是采用CRS进行信道估计给系统强加了一些限制条件。由于需要通过CRS来获得eNodeB端的反馈信息，CRS要在预编码之后插入,因此预编码信息必须传达给用户，但是这样的基于无码本的预编码设计开销较高，这是一个根本原因。考虑到LTE-A MU-MIMO传输的系统性能，码本是一个限制因素，使有效的MU-MIMO均衡复杂化，同时CRS的设计不支持8天线传输，然而扩展CRS开销又太高。
2 LTE-A中的参考信号和信道估计
为了克服上述缺点，LTE-A设计了区分反馈计算和解调[3]的参考信号。反馈计算可以通过使用CSI-RS(Channel State Information)来实现，解调可以通过使用解调参考信号来实现。CSI-RS是一种在时域和频域都非常稀疏的RS，用来估计整个传输带宽上的物理信道，所以要在预编码之后插入天线时域内[4]。UE-RS或者DM-RS用来估计有效信道，因此要在预编码之前插入层时域内。

2.2 信道状态信息参考信号
为了给用户提供网络端的CSI和有效的信道A(1)，UE必须估计出物理信道H(l)，因此，LTE-A定义了CSI-RS，它具有LTE中DM-RS和CRS的双重性能。CSI-RS最多支持8天线传输，在1-、2-、4-和8天线情况下，CSI-RS分别有20、20、10和5四种复用模式，允许不同的小区利用不同的复用模式来避免彼此的CRS-RS冲突，每个天线的CSI-RS占用两个连续的RE，CSI-RS的密度与信道估计的精确度成正比，但同时减少了下行资源利用率。CSI-RS用于下行信道状态测量和反馈报告，考虑到反馈的开销，CSI-RS间隔设置非常稀疏。与UE-RS相比，系统的性能与信道状态精确度没有太大的关系，CSI-RS使用与UE-RS同样的方法来实现正交，在整个时域内CSI-RS都相互正交。CSI-RS与CRS非常相似，都是在天线时域被插入，并且覆盖整个传输带宽,所以所有的UEs都可以同时使用CSI-RS来进行反馈计算。
3 结论
3.1 MU-MIMO信道估计
图2是在LTE-A传输模式9[5]下采用4个发送天线的一种可能的资源块的分配。在这种模式下层数M可以从一个资源块到下一个资源块动态改变。相同颜色的矩阵代表这些资源块被分配给同一个或者相类似的用户，白色的矩阵符号代表没有传输数据。UE可以使用DM-RS直接为每个资源块估计有效信道。此外，由于M≤Nt，所以估计出的维数比基于CRS估计出的维数低。

4 仿真结果
本节提供了基于LTE-A标准的信道仿真的数值结果，为了不受估计的影响，所有仿真基于单用户考虑，仿真相应的参数如表2。图3是子帧在常规信道下的均方误差。从图中可知LS估计算法导致高的SNR，主要是由LS估计算法在RS间的插值导致。值得注意的是,基于CSI-RS的LMMSE估计算法与基于DM-RS的LS估计算法性能十分相近，然而基于CSI-RS的信道估计开销只占DM-RS的17%,所以其计算复杂性可以忽略。

图4是估计性能及开销与吞吐量之间的关系。从表1可知在4发4收传输情况下，DM-RS和CSI-RS的开销应该比CRS的开销高，因此LTE-A的吞吐量应该低于LTE的吞吐量。在LTE-A系统的传输带宽中没有同步信号传输，它们可能与DM-RS重叠。所以在静态场景下UE应该使用4RS而不是2RS。

本文推导了LTE-A下行传输的信道估计算法证明了使用DM-RS可以有效被接收。在静态场景下，为了充分使用4 DM-RS，UEs可以在时域内预定两个连续的资源块。这样可以提高吞吐量。对于变化缓慢的信道，可以使用开销较低的CSI-RS来进行信道估计，其计算复杂度低，同时又可以获得较高的精确度。
参考文献
[1]3GPP TS 36.211 v9.0.0 evolved universal terrestrial radio Access (E-UTRA) Physical Channels and Modulation (Release 9)[S]. 2009-12.
[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].