基于测量的高铁宽带无线信道莱斯K因子研究

随着高速列车与地面间通信需求的提高,现有窄带铁路列控系统(GSM-R)将向未来基于LTE的宽带铁路通信系统(LTE-R)平滑演进。无线信道测量与参数提取是设计新一代高铁通信系统的前提。莱斯K因子是表征信道衰落程度的重要参数,因此研究高铁宽带无线信道的K因子特征具有重要意义。本文基于郑西(郑州—西安)高铁高架桥场景信道测量数据,分别提取窄带和宽带K因子。分析窄带K因子的时频变化特性,建立基于收发端相对距离的窄带K因子统计模型。探索宽带K因子随信道带宽变化的规律,给出基于信道带宽的宽带K因子统计模型。最后,讨论了不同多径时延的K因子特征。

基于WCDMA的高铁宽带无线信道测量方法研究

随着高速铁路的发展,高速铁路车地间的通信数据越来越多,因此迫切需要建立新一代高速铁路宽带无线接入系统。信道特性是无线通信系统设计的基础,传统无线通信系统的信道测量方法很难或不适合用于高铁场景下的信道测量。本文研究一种基于现有蜂窝网络WCDMA的高铁宽带无线信道在途测量方法,并以Sora(Soft Radio)软件无线电平台为基础,通过应用开发与硬件扩展,改制了一种低成本、便携式信道测量仪MSounder(Mobile Sounder)。通过射频矢量信号发生器、信道衰落模块和MSounder搭建的无线信道测量半实物仿真平台进行校准测试,测试结果与预设信道模型相匹配。该方法可用于高铁无线信道的实际测量与模型建立。

基于LSTM与多特征融合的高铁无线信道场景识别

为满足5G移动通信系统中用户通信业务质量的需求,提出了一种基于长短时记忆(long short term memory,LSTM)与多特征融合的识别方法准确识别高铁无线信道场景,该方法能够与智能决策系统相结合,提高通信系统的整体性能.首先,对不同信道场景的特点及信道特征参数进行阐述,并对整体数据集进行训练集与测试集的划分.然后,提出一种基于LSTM网络的加权平均后融合的方法识别无线信道场景,并与三种常用的特征融合方式的结果相比较.结果表明,本文所提方法在验证集上的识别准确率达到92.2%,受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线下面积(area under curve,AUC)最大,优于其他特征融合方式.因此,该方法能够为高铁通信系统提供一种精准识别传播场景的方法.

高铁环境下MIMO-OFDM系统中的载波间干扰自消除

高铁(high-speed train,HST)无线信道具有非平稳时变特性,针对高铁环境下的多入多出-正交频分复用(multiple-input multiple-output orthogonal frequency division multiplexing,MIMO-OFDM)系统,提出一种载波间干扰(inter-carrier interference,ICI)自消除和迫零(zero forcing,ZF)均衡联合算法.在接收端,利用循环前缀(cyclic prefix,CP)序列,对每个OFDM符号序列抽取子序列并线性平均加权以实现ICI自消除,然后再对新的ICI减小的OFDM符号序列采用ZF均衡算法进行均衡,最后通过硬判决检测得到发送信号.仿真实验表明,利用CP序列能有效减小ICI,从而提高载波干扰比(carrier-to-interference ratio,CIR).对于误码率(bit error rate,BER)性能,该联合算法优于直接ZF均衡算法,能够保证较好的通信质量.

高速铁路宽带无线信道测量方法研究

高速铁路的发展要求与之配套的车地宽带无线通信系统得到相适应发展。一方面为乘客提供通信服务,除基本语音服务外,宽带数据业务的需求呈上升趋势;另一方面为保障列车安全运行,列车关键部件的大量实时状态信息需要及时传输到地面监控中心。因此,构建适应高铁环境的宽带无线接入系统势在必行。高铁无线信道模型是通信系统设计的基础,本文以高速铁路宽带无线接入为应用场景,分析高铁无线信道测量的特殊性,讨论经典信道测量方法和设备在高铁场景下的优缺点,研究了基于无线蜂窝的高铁宽带无线信道的测量方法。

高速铁路平原场景无线信道小尺度衰落特征的研究

研究高速移动条件下无线信道特性是发展高铁新型通信系统的基础。本文基于标准信道探测仪Propsound在高速移动条件下平原场景的无线信道探测数据,分析此场景下的小尺度衰落特征。K因子在列车靠近接收天线时最大值为20dB,远离天线时取值为8dB～10dB;时间色散特性上,多径延时随着列车先靠近又远离接收天线而变化;区别于经典的Doppler功率谱,高速条件下无线信道在列车穿越基站的过程中呈现快速Doppler特性,并无Doppler扩展。

基于高铁环境下的5G网络建设与规划

根据高铁无线通信网络建设需求,分析5G组网形态及高铁环境下的无线信道参数,对高铁环境进行分类并根据各自信道特点进行信道模型的构建,对5G网络在高速铁路环境下部署的参数及面临的问题进行研究,通过合理地对高铁环境下的5G网络建设与规划,改善提高信道容量、提高信息传输速率进而改善用户体验。