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原文传递高铁通信的信道参数估计研究

论文题名：	高铁通信的信道参数估计研究
关键词：	信道参数估计;路径损耗;对数正态阴影;多普勒频移;自相关函数;高速铁路
摘要：	随着中国高速铁路的快速发展，在高速铁路无线通信环境下的列车运行控制和无线宽带接入的需求不断增加。然而，高速铁路电波传播环境非常复杂，以及高速铁路环境下的移动通信业务具有特殊性，这些使得铁路移动通信系统面临许多新的挑战。作为相干接收的重要组成部分，信道参数的估计精度，对移动通信系统的服务质量起着至关重要的作用。本文主要研究路径损耗和多普勒频移这两个最重要也最为常用的信道参数。　　首先探讨了高铁高架桥场景下的路径损耗，给出了具体的测试场景和测试参数数值，在郑州到西安高铁高架桥场景下进行窄带大尺度测试，得到了实测接收信号功率。接着介绍了目前应用于GSM-R网络的Hata模型，以及基于对数正态阴影的路径损耗模型。将实测接收信号功率用最小二乘法进行线性拟合得到的路径损耗模型，与Hata模型和基于对数正态阴影的路径损耗相比，最小二乘法线性拟合得到的路径损耗模型预测的接收信号功率更加逼近实测接收信号功率，路径损耗估计的性能较好，其次是基于对数正态阴影的路径损耗模型，最差的是Hata模型。　　接着讨论了利用接收信号包络平方自相关函数获得接收端最大多普勒频移信息的估计算法，虽然该算法运算的复杂度较低，但其估计出的最大多普勒频移值总是大于理论值，估计精度不高。为了提高多普勒频移估计精度和应对较大的高铁速度，最后介绍了基于接收信号归一化自相关的多普勒频移估计算法，该算法利用接收信号自相关粗略获得接收端最大多普勒频移值，并由此估计运行中的高铁车速，从而得到较理想的接收端最大多普勒频移估计值。仿真结果表明，基于接收信号归一化自相关的自适应估计算法不受信噪比SNR的影响，尽管它增加了一个粗略的最大多普勒频移估计步骤，但它不会引起长时间不确定性的估计，并且通过它还能明显地提高多普勒频移估计性能。因此，实际的高速铁路移动通信系统可以考虑应用该算法估计接收端最大多普勒频移。
作者：	陆绘
专业：	电子与通信工程
导师：	李莉;潘鸣
授予学位：	硕士
授予学位单位：	上海师范大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文