基于lte-a的高铁车地分布式comp研究

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1、国内图书分类号：TN929．5国际图书分类号：621．39西南交通大学研究生学位论文密级：公开年级三雯二二级姓名叠注申请学位级别亟±专业通值皇值皇丕统指导老师菹王圭数握二零一四年四月三日ClassifiedIndex：TN929．5U．D．C：621．39SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisIIIIIIIIIIIIILlUUlIIIIIIII1[11lY2575321RESEARCHESONDISTIUBUTEDCOMPBASEDONLTE—AFORHIGHSPEEDGrade：2UllCandidate：YangQiuAc

2、ademicDegreeAppliedfor：MasterDegreeSpeciality：CommunicationandInformationSystemSupervisor：PingzhiFanApril，2014西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密函，

3、使用本授权书。(请在以上方框内打“寸，)学位论文作者签名：野呼指导老师签名：日期：为I牛嗣一。今月os日日期7。1，平、3-．S．f西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1．基于IMT-AdvanceA提出的系统评估准则，参与设计并实现了动态的系统级仿真平台。考虑到高铁场景通信系统的特点及需求，使用了适合高铁通信的网络拓扑结构和WINNERII信道模型。通过采用模块化的设计方法，完成了仿真平台中相关模块的设计，如仿真初始化、用户状态更新、无线信道、MCS选择、用户调度和性能统计等模块。并基于IT++，采用C++语言，与合作者共同实

4、现了基于LTE．A的系统级仿真平台。2．对分布式CoMP技术的几种方法进行了分析，重点研究了适用于高铁场景的分布式CoMP技术。提出了分布式CoMP协作集的选择方法，并采用MPR的功率分配方法为协作集中的各个分布式天线节点分配功率。通过系统级仿真平台，分析采用分布式CoMP技术对无线信道的影响。比较了视距情况和采用分布式CoMP技术情况下信道矩阵秩的变化，研究了采用分布式CoMP技术对信道容量的改善。此外还比较了协作节点间不同功率分配方式性能的优劣。3．分析了分布式CoMP技术对接收端SINR的影响和对系统整体性能的影响，即分析了采用分布式CoMP技术对列车在整个小区的频谱效率

5、以及列车位于小区边缘时频谱效率的改善，并据此讨论了将分布式CoMP技术应用于高铁车地通信系统的可行性。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：碎湃日期：≯I中D舍．盼西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要在高速铁路场景中，列车的高移动性会导致频繁的切换、严重的多普勒扩展等问题，也会导致信道的快速变化，影响信道建模和信道估计的准

6、确性，从而影响通信系统的性能。为此，本文设计了一种基于LTE．A(LongTermEvolution．Advanced)的车地通信系统，并通过系统级仿真进行了验证。为了更好地模拟高速铁路场景，仿真平台中采用了两种网络拓扑结构，即线性网络和蜂窝网络。前者主要适用于乡村等人口密度较低的场景，而后者可以应用在市区、郊区等人口密度大的地方。信道模型则采用了WINNERII信道模型中的D2模型，也即I沁ralMovingNetwork模型，它是专为高移动场景设计的信道模型。LTE．A系统的一项关键技术是MIMO(MultipleInputMultipleOutpat)，MIMO技术通过发

7、送端的多根天线各自独立地发送信号，并且在接收端也采用多根天线接收和恢复原始信号。MIMO的核心思想是利用多根发射和接收天线所提供的空间自由度来提升信道的容量，从而提升传输速率，提高通信系统的性能。空间自由度跟信道矩阵的空间相关性有关，而这种相关性又会直接影响信道矩阵的秩。相关性越强，则秩越小，空间自由度也就越小，从而导致较低的信道容量。由于高速列车一般运行在地势开阔的地带，周围的散射体较少，因此基站到列车的信号大多会经历视距传播，在这种传播方式下，信道矩阵的空间相关性很高，信道是秩损信道，从