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铁道通信信号 2024年第5期60卷 43-51页

作者：蔡垚森王海龙王东明宋铁成陈建平东南大学移动通信国家重点实验室东南大学-泰通科技铁路5g移动通信联合研发中心南京211189 南京泰通科技股份有限公司南京210039

为提高高铁应用场景下的无线通信速率,通信系统需向铁路5g专用移动通信系统(5g-r)演进,但5g-r系统的同频组网会带来频繁的小区切换和同频干扰问题,采用单频网(SFN)小区合并的组网方式是解决该问题的方法之一。为了进一步提升SFN系统的... 详细信息

为提高高铁应用场景下的无线通信速率,通信系统需向铁路5g专用移动通信系统(5g-r)演进,但5g-r系统的同频组网会带来频繁的小区切换和同频干扰问题,采用单频网(SFN)小区合并的组网方式是解决该问题的方法之一。为了进一步提升SFN系统的性能表现,在基站端和列车端进行天线分布式部署,构成分布式多输入多输出(MIMO)系统。为分析分布式天线部署对于SFN小区合并性能的影响,首先建立MIMO系统结构和传输模型;其次,建立可以描述列车高速移动时大尺度衰落和小尺度衰落的信道模型;最后,仿真分析系统容量和功率分配对分布式MIMO系统容量的影响。仿真结果表明,分布式MIMO系统比SFN系统在系统容量和小区覆盖方面具有更好的表现,且对信道环境的变化有更好的稳定性,并可以通过优化功率分配的方式进一步提高系统容量。

关键词： 5g-r移动通信系统单频网分布式多输入多输出信道建模信道容量功率分配

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高铁场景下基于SrS信号的上行信道参数估计

高铁场景下基于SRS信号的上行信道参数估计

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作者：钱承晖东南大学

学位级别：硕士

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... 详细信息

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。

关键词： 5g-r移动通信系统探测参考信号 Multi-TrP技术上行信道同步角度估计

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铁路高架桥场景下分布式MIMO信道建模及性能研究

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铁道通信信号 2023年第10期59卷 35-43页

作者：邵宇龙王海龙王东明宋铁成陈建平东南大学移动通信国家重点实验室东南大学-泰通科技铁路5G移动通信联合研发中心南京211189 南京泰通科技股份有限公司南京210039

为评估铁路高架桥场景下无线通信系统性能,需建立能准确描述该系统小尺度和大尺度特性的信道模型。首先,建立高架桥场景下椭圆单环模型;其次,将莱斯K因子建模为与高架桥高度有关的函数,两者结合得到一种多跳随机信道模型,并对其进行非... 详细信息

为评估铁路高架桥场景下无线通信系统性能,需建立能准确描述该系统小尺度和大尺度特性的信道模型。首先,建立高架桥场景下椭圆单环模型;其次,将莱斯K因子建模为与高架桥高度有关的函数,两者结合得到一种多跳随机信道模型,并对其进行非平稳性验证;然后,为扩大无线通信覆盖范围,采用在基站侧交错部署多个射频远端单元、在列车上部署多个车载移动中继的方式,形成大规模分布式多输入多输出(MIMO),在此架构下分析天线系统、射频远端单元、车载移动中继站的分布以及高架桥高度对信道容量的影响;最后,对该信道模型进行仿真测试。仿真结果验证了大规模分布式MIMO和车载移动中继系统具有的优势,并显著提高了信道容量。

关键词： 5g-r移动通信系统信道建模分布式多输入多输出信道容量车载移动中继射频远端单元

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