基于车载中继的高速移动宽带无线接入技术研究

《基于车载中继的高速移动宽带无线接入技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、国内图书分类号：TN929．5国际图书分类号：654西南交通大学研究生学位论文密级：公开年级三QQ2∑级姓名睦玲龌申请学位级别亟±专业通值当焦：垦丕统一指导老师友担明塾拯二零一一年三月二十七日ClassifiedIndex：TN929．5U．D．C：654SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisRESEARCHONONBOARD—RELAYBASEDHIGHSPEEDMOBILEBROADBANDWIRELESSACCESSTECHNOLOGYGrade：2008Candidate：LinghuiLuAcademic

2、DegreeAppliedfor：MasterSpecialty：CommunicationandInformationSystemSupervisor：XumingFangMar．27，2011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d使用本授权书。

3、(请在以上方框内打，，v”)学位论文作者签名：乍矜嘏指导老师签名：日期：力II午3R刁H日期：、亏忽丛n，dp肌／文叩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：’l、结合铁路场景的特点，指出了高速移动环境下车地宽带无线通信所面临的问题，并对这些问题逐个进行了详细分析。2、针对高速移动环境下信道快速变化的问题，结合铁路环境的特点，提出了一种新的基于列车速度和位置信息的信道估计方案。3、针对高速移动对车地宽带无线通信切换性能的影响，结合铁路环境位置信息已知的特点，提出了一种新的基于位置和地面中继功率控制的切换优化方案。本人郑重

4、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已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：／弘乖雌日期：矽lt-,T3硒习珏西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要随着国际范围内特别是我国铁路的大规模建设和列车速度的不断提高，高速移动环境下的车地宽带无线通信引起了人们的关注。列车高速移动使车地宽带无线通信面临一系列挑战：高速移动会导致严重的多普勒效应，不仅产生难以纠正的频率

5、偏移还会导致信道呈现快衰落影响信道估计；高速移动会导致切换频繁发生和重叠区不够用等问题，严重影响切换性能。另外，封闭的高速列车导致的车体损耗以及铁路复杂的运行环境等也对宽带无线通信产生严重的影响。因此，选择何种宽带无线通信技术，并如何解决该技术应用于高速铁路环境时所面临的问题使其最终适用于高速移动的铁路环境具有重要的意义。在分析了现有的宽带无线通信系统后，本文选择研究基于LTE的车地宽带无线通信技术，在分析了铁路特定场景后发掘出铁路环境下一些有利于改善车地宽带无线通信系统性能的信息，如列车速度信息，列车位置信息、列车运行方向等。经过详细分析发现基于LTE的高速车地宽

6、带无线通信面临如下五个方面的问题：切换的问题、多普勒效应的问题、车体损耗的问题、环境的问题和经济效益的问题。通过对现有解决方案的研究以及对车载中继的研究发现其中的车体损耗问题、环境问题、经济效益问题、切换中的大部分问题和多普勒效应中的部分问题都已经得到解决。多普勒效应中的信道快衰落问题和切换问题中的重叠区不够用问题还有待进一步深入研究。为了解决信道快衰落的问题，本文经过仔细的分析并结合铁路环境下列车速度和位置等信息已知的特点，提出了一种新的基于列车速度和位置的信道估计方案，通过多次测量获得特定位置下特定速度时的信道状态信息，并在基站和车载中继中存储这些信息用于信道估

7、计，并通过实施前的验证和修正保证信道估计方案的准确。该方案有运算复杂度低，效率高，信道估计结果精确可靠等优点。为了解决切换中重叠区不够用的问题，本文结合铁路环境下的列车位置信息已知的特点，提出了一种新的基于位置和地面中继功率控制的切换优化方案。首先对LTE网络传统切换策略进行了建模和性能分析。随后，分析了利用列车位置信息和中继功率控制技术的切换优化方案，在该方案中，列车到达切换位置前，利用中继站获得分集增益，提升信道容量和链路可靠性；处于切换位置时，通过中继的功率控制，保证本小区的信号满足最低通信要求，变相扩大重叠区覆盖范围的同时有利于触发切换提升切换成功率。仿