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高速铁路宽带无线信道特性分析与仿真方法研究
| 论文题名： | 高速铁路宽带无线信道特性分析与仿真方法研究 |
| 关键词： | 高速铁路;宽带无线信道;冲激响应;建模仿真 |
| 摘要： | 近年来，高速铁路飞速发展。用户在乘坐高铁的过程中，大量使用智能手机和平板电脑等移动终端，对移动通信数据需求不断增加，因此，研究高速铁路宽带移动通信系统具有重要意义。 高速铁路场景具有特殊的电波传播环境、以线状覆盖方式为主、多普勒频移较大等特点。单频网(Single Frequency Network，SFN)场景是3GPP针对高速铁路确定的典型场景。SFN场景下的无线信道模型与传统的无线信道存在显著不同，主要体现在:1）传统无线信道模型多为统计模型，而SFN信道模型是确定性模型，多普勒频移、时延和功率是确定的;2）传统信道模型假定信道特性不随时间发生变化，即信道是平稳的，而SFN信道模型中各参数均随时间动态变化，信道是非平稳的。因此，传统的信道仿真方法不完全适用于高速铁路SFN场景下无线信道研究，有必要开展高速铁路宽带无线信道特性分析和仿真方法研究。 本论文的主要内容如下: (1)对3GPP在高速铁路场景及无线信道建模的研究进展进行调研，分析SFN场景、隧道中的泄漏电缆场景和单向RRH布置场景等三大典型场景的特点，选取在高速铁路沿线场景中占比最大的SFN场景作为研究重点，选取单径和两径SFN信道模型作为研究对象; (2)研究了SFN信道模型的仿真方法，提出了非平稳信道冲激响应生成方法，实现了对各动态变化的信道参数（多普勒频移、时延和功率）的精确模拟; (3)在LTE链路仿真平台上，基于单径和两径SFN信道模型，设计了仿真案例，评估多普勒频移和多径干扰对LTE系统性能的影响，提出高速铁路SFN组网条件下天线类型选择及网络部署建议; (4)分析了SFN场景下的MIMO信道特性，研究了基于相关矩阵的MIMO信道仿真方法，提出了改进的MIMO信道模型，确定了MIMO技术在SFN场景下的适用性。 本论文的研究成果可以应用于高速铁路场景的公网LTE系统，也可以用于下一代铁路专用移动通信系统(LTE for Railways，LTE-R)的关键技术研究、系统设计、设备研发、网络部署等。 |
| 作者： | 张瑜 |
| 专业： | 通信与信息系统 |
| 导师： | 熊磊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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