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高速铁路环境下LTE系统频偏估计与信道建模研究
| 论文题名： | 高速铁路环境下LTE系统频偏估计与信道建模研究 |
| 关键词： | 高速铁路;长期演进项目;多普勒频移;子载波间干扰;频偏估计;信道建模 |
| 摘要： | 中国的高铁建设的发展速度非常迅猛,根据规划到2012年末,时速250km的线路长度需达到5000km,时速350km的线路长度需达到8000km。不同于以往的低速铁路,在高速铁路环境(>250km/h)下对于较高速率的移动通信技术的使用有了新的要求。无线通信系统在铁路运行系统中的作用体现在以下两点:一是旅客在旅行中需要移动通信服务,具体表现为手机、无线上网等业务需求。二是现代铁路控制系统是建立在无线通信系统上,完成对铁路列车调度、列车控制等一系列的列控功能,是保证高速列车运行安全、可靠和高效的核心技术。 目前我国使用的主流铁路通信系统为GSM-R(Global System Mobile for Railway),它是建立在常见的GSM通信系统上,并专门为满足铁路应用而开发的数字无线通信系统。然而GSM是基于2G时代的技术,相比于3G的UMTS存在有潜力上的差距。但是目前的3G技术也存在问题,比如普及成本高、语音业务和2G技术没有明显差距等问题。所以现在的主流研究方向是,直接从2G的GSM-R进化为准4G的LTE-R。 由于高速环境下信号将产生的多普勒频移现象,所以原本正交的相邻码字间由于频率偏差将导致其失去正交性,从而产生较为严重的子载波间干扰ICI。文中通过分析在仿真环境下由于高速产生的ICI的实际影响,提出了一种循环的检测频率偏移量的接收器,并给出了经过循环校正后的BER曲线。理论分析和实验仿真都表明,所提出的新算法能有效提升OFDM系统在高速环境下的传输正确率。 论文还讨论了高铁环境下的信道建模问题,主要分为路径损耗和多径模型两方面。为了得出适应于高铁环境的路径损耗模型,我们获得了中兴公司的高速铁路实测数据,根据实测数据对COST和SCME模型进行了改进。因时延参数等信道参数不再符合系统要求,本文通过对已有的一些国际标准中的模型进行仿真实验,分析了它们在高铁环境下的不同表现,来选择适合于高铁LTE的信道模型。并在此基础上提出了改进的HST的信道模型,并分析了它的优越性。 |
| 作者： | 洪韵律 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 何迪 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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