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高速铁路移动通信系统中继协作通信技术研究
| 论文题名： | 高速铁路移动通信系统中继协作通信技术研究 |
| 关键词： | 协作通信;空间分集;中继选择;莱斯衰落;高速铁路;移动通信系统 |
| 摘要： | 近年来，高速铁路建设飞速发展，铁路运输受客观条件和非控制因素影响比较小，逐步成为各个国家主要的交通工具。铁路的高速运行极大的方便了人们的出行，大大缩短了列车的运行时间，列车时速的不断提升为人们带来便利的同时也对高速铁路移动通信系统提出了越来越高的要求。用户对移动通信高速率传输、数据业务需求的日益增加，数据传输速率低、频率资源短缺、掉话率高等成为高速铁路通信中的重要问题。高速铁路环境下无线信道衰落和传输损耗使得用户接收端链路性能急剧下降，为了提高接收端信号质量，采用协作通信技术，利用信道的非相关性实现空间分集。与公众移动场景相比，高铁场景下用户分布的范围不具有随机性，都是沿着轨道分布。本文通过在列车顶部部署协作中继MRN，利用中继MRN之间的协作传输提升从基站侧到用户终端之间的通信性能。主要研究分为三点:部署中继MRN合理间距、协作中继MRN信道选取依据和基于统计的协作方案性能分析。 首先，研究了中继MRN部署的合理间距问题。高铁场景下部署中继MRN构成协作传输模型时与传统的铁路移动通信系统相比较变得复杂，本文在考虑信号传输时高铁场景下的路径损耗以及列车长度固定的情况下，分析得出部署中继MRN最佳间距。 其次，研究了引入中继MRN建立的协作通信模型中，高铁场景下中继MRN构成两跳协作传输链路既受回程链路莱斯衰落信道的影响，又受接入链路瑞利衰落信道的影响，需要研究其各自对两跳链路的影响，从而确定协作中继MRN选取的依据，研究得出在回程链路莱斯衰落信道和接入链路瑞利衰落信道共存的两跳链路中，莱斯衰落信道对两跳链路端到端的误码率影响较大，后期的协作方案中协作中继MRN的选取是以回程链路莱斯衰落信道条件值为依据。 最后，在前面两点研究的基础上结合统计学原理，提出了基于统计的协作中继选择方案，采用本文的协作中继方案对误码率和系统吞吐量进行了理论推导和仿真验证，其中误码率的研究分为考虑接入链路信道条件和不考虑接入链路的信道条件两种情况。仿真结果表明与无协作方式相比，采用本文的协作方案可以提高接收端误码率和系统吞吐量，随着协作中继MRN个数的增加，误码率和系统吞吐量性能显著提升，当接入链路信道条件较好时，提升效果越明显。 |
| 作者： | 雷锡骞 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 蒋占军;水生军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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