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高铁场景下基于SRS信号的上行信道参数估计
| 论文题名： | 高铁场景下基于SRS信号的上行信道参数估计 |
| 关键词： | 高速铁路;移动通信系统;探测参考信号;上行信道;角度估计 |
| 摘要： | 高速铁路是一种重要的国家交通基础设施。近些年来，我国高速铁路设施发展迅速，技术水平居于世界前列。现在，高铁已经成为了很多人首选的出行交通工具，然而，高速铁路系统与列车用户增长的流量需求超过了通信系统的能力。目前铁路无线通信主要采用了GSM-R，该系统无法为列车用户提供互联网无线接入能力，其窄带特性也难以传输日益丰富的列车监控数据信息，需要向下一代通信网络系统演进发展。伴随着5G系统在公共移动通信中的快速发展，基于5G-R的下一代无线通信系统也引起了广泛的关注。相比传统移动通信场景，高铁宽带无线接入由于列车的高移动性，存在较大的多普勒频偏以及小区频繁切换等问题。同时进行上行信号角度的估计，用于波束成形以及下行信道的探测也具有重要的研究意义。 本文考虑了高铁场景下基于Multi-TRP的两跳式接入系统，其中第一跳通信链路为路旁TRP与车载中继站MRS之间的通信过程，第二跳通信链路为车厢内接入点与用户终端之间的通信过程。本文主要关注第一跳的通信链路，并从信道探测SRS信号的角度，研究上行信道参数的估计方法，主要包括以下内容： 1、上行信道同步主要包括定时同步方法以及频偏估计方法。对于定时同步，本文研究了三种基于探测参考信号的估计算法：SC算法、Minn算法以及A.B算法。在仿真性能上，SC算法由于平坦区的影响，随着信噪比的增大，估计精度维持在固定值处不变，而Minn算法以及A.B算法则向零趋近。其中A.B算法具有更出色的估计精度，但是算法复杂度也更高。对于频偏估计，本文研究了Moose算法以及Classen算法并进行了仿真对比，性能上Classen具有更好的估计精度，但是实现更为复杂。 2、本文对上行角度信息估计进行了研究。首先介绍了基于子空间分解的信号到达角估计方法，并进行了性能对比。之后针对高铁场景下基于Multi-TRP系统，提出了基于多个TRP估计值合并的联合估计方法，并给出了仿真结果。结果显示该算法相比单个TRP具有更高的估计精度，能够弥补高铁空间受限情况下单个TRP天线数目不足导致的估计精度损失。而且当列车进入路旁TRP阵列后，位置估计均方根误差随位置变化波动较小，显示该算法具有更加稳定的估计性能。 |
| 作者： | 钱承晖 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 胡静 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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