LTE下行鏈路高速鐵路應(yīng)用場景中的抗多普勒技術(shù).pdf

1、與其它運(yùn)輸方式相比,高速鐵路以其明顯的優(yōu)勢,近年來得到了快速的發(fā)展。然而,速度的提高對鐵路移動通信系統(tǒng)提出了更高的要求,研究與其相適應(yīng)的通信技術(shù)成為一個重要課題。將LTE下行應(yīng)用于高速鐵路環(huán)境時,由于列車高速移動所產(chǎn)生的多普勒頻移和多普勒擴(kuò)展會導(dǎo)致OFDM符號嚴(yán)重的子載波間干擾,從而造成系統(tǒng)性能惡化,本文將研究LTE下行高速鐵路應(yīng)用場景中的抗多普勒技術(shù)。
　　 首先論述了LTE的關(guān)鍵技術(shù)和下行物理層與抗多普勒相關(guān)的協(xié)議規(guī)范,用M

2、ATLAB軟件搭建了LTE下行系統(tǒng)仿真平臺。
　　在了解無線信道傳輸特性的基礎(chǔ)上,接下來重點(diǎn)對高速鐵路信道特點(diǎn)和建模方法進(jìn)行了研究,用MATLAB建立了高速鐵路信道仿真模型,仿真表明,所建模型統(tǒng)計特性與理論特性吻合地很好。
　　 由于多普勒效應(yīng)造成接收信號載波頻率偏移,接收端需要進(jìn)行載波同步來補(bǔ)償。在高速鐵路環(huán)境下,由于信道呈現(xiàn)萊斯衰落,其直射徑多普勒頻移可認(rèn)為在1ms內(nèi)不變,若載波頻率同步在一子幀內(nèi)完成,則可以跟蹤直射

3、徑多普勒頻偏的變化。先利用CP進(jìn)行多普勒頻偏的快速粗捕獲,再利用導(dǎo)頻進(jìn)行進(jìn)一步的精估計,頻偏估計的均方誤差曲線表明利用導(dǎo)頻能達(dá)到更高的估計精度。
　　 另一方面,為了消除接收信號的多普勒擴(kuò)展,文中使用了快速時變信道的估計的方法,包含兩個步驟。先利用LTE下行的插入導(dǎo)頻完成含導(dǎo)頻符號持續(xù)時間中心點(diǎn)的信道沖擊響應(yīng)估計,主要有LS和MMSE算法及其簡化,從仿真結(jié)果看出,在單徑信道下簡化算法的性能相同。為了跟蹤信道變化,再利用信道的基擴(kuò)

4、展模型對所有時間點(diǎn)的信道響應(yīng)進(jìn)行插值,把估計隨時間變化的信道響應(yīng)轉(zhuǎn)化為估計模型的系數(shù)常量。傳統(tǒng)模型有CE-BEM模型及其修正模型。但這兩個模型在萊斯信道直射徑多普勒頻偏較大情況下應(yīng)用時,由于之前的頻偏恢復(fù)改變了所需估計的信道特性,會引起原有的建模有失準(zhǔn)確,于是提出了進(jìn)一步的修正模型,使其與頻偏恢復(fù)后的信道特性相一致,從而使性能得到提高。得到信道響應(yīng)矩陣后,用迫零均衡或MMSE均衡就可以恢復(fù)出發(fā)送信號。最后給出并分析了各種基擴(kuò)展模型信道估