高速鐵路LTE-LTe-A系統(tǒng)性能評(píng)估.pdf

1、隨著我國(guó)高速鐵路的飛速發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)高鐵運(yùn)營(yíng)里程已經(jīng)躍居世界第一位。在列車(chē)速度的提升給人們的出行帶來(lái)了極大的方便的同時(shí)，對(duì)高速環(huán)境下列車(chē)上通信服務(wù)的種類(lèi)和質(zhì)量要求也提出了更為苛刻的要求。近年來(lái)，隨著LTE、LTE-A技術(shù)的不斷研究與發(fā)展，已經(jīng)逐步進(jìn)入商用階段，目前的GSM-R技術(shù)在某些性能方面已經(jīng)不能滿足當(dāng)下日益增長(zhǎng)的通信需求。由于大部分研究者對(duì)高速鐵路場(chǎng)景下的通信研究更多的是關(guān)注物理層技術(shù)本身，使用的多是鏈路級(jí)的仿真，并沒(méi)有考慮小區(qū)干

2、擾等因素;本文將從系統(tǒng)級(jí)的角度對(duì)LTE技術(shù)在高速鐵路中的通信進(jìn)行性能評(píng)估，由于系統(tǒng)級(jí)仿真精度高，需要的仿真時(shí)間很長(zhǎng)，本文專(zhuān)門(mén)借助自己搭建的MATLAB并行仿真平臺(tái)進(jìn)行仿真，大量縮減仿真時(shí)間提高仿真效率。目前高速鐵路場(chǎng)景下的通信方式主要為移動(dòng)中繼和直接通信，移動(dòng)中繼方式可以采用WINNER D2信道模型;由于缺乏必要的實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)，直接通信方式并沒(méi)有很好的小尺度模型。
　　本文參照WINNER已有的信道模型提出了一種新的信道模型D4

3、進(jìn)行仿真;結(jié)果表明當(dāng)采用移動(dòng)中繼方式時(shí)，由于MRS-UE部分屬于室內(nèi)環(huán)境，覆蓋能夠做到很好，整個(gè)系統(tǒng)的小區(qū)吞吐量瓶頸在BS-MRS段，同時(shí)移動(dòng)臺(tái)數(shù)據(jù)速率方面表現(xiàn)出了更好的性能，可以保證移動(dòng)臺(tái)使用諸如視頻等高帶寬業(yè)務(wù);直接通信方式下的小區(qū)平均吞吐量高于移動(dòng)中繼模式下的小區(qū)平均吞吐量，整體性能要更好;LTE采用了MIMO技術(shù)來(lái)獲得更高的數(shù)據(jù)速率、更好的小區(qū)覆蓋，結(jié)果顯示對(duì)于像列車(chē)控制信號(hào)這類(lèi)要求比較嚴(yán)格的信號(hào)可以采用傳輸分集方式來(lái)進(jìn)行通信，

4、而對(duì)于視頻、上網(wǎng)等高帶寬業(yè)務(wù)，可以通過(guò)采用空間復(fù)用方式來(lái)增加吞吐量。LTE采用下行OFDMA、上行SC-FDMA為多址接入方式構(gòu)建蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，頻率復(fù)用因子為1，影響系統(tǒng)性能的主要干擾來(lái)自小區(qū)間干擾。軟頻率復(fù)用(SFR)方案則是一種比較有效的干擾消除方法，但是高速鐵路場(chǎng)景中并沒(méi)有SFR相應(yīng)的性能研究，本文從發(fā)射功率比、資源調(diào)度算法、載波頻率等因素分析了軟頻率復(fù)用的性能，結(jié)果表明SFR主要通過(guò)調(diào)整小區(qū)中心與小區(qū)邊緣的發(fā)射功率比來(lái)達(dá)到減