基于TD-LTE的高速鐵路寬帶通信的MIMO技術(shù)研究.pdf

1、鐵路作為我國(guó)最主要的交通工具之一，研究鐵路通信網(wǎng)的有效性與可靠性具有重要意義。目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)鐵路專用的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)有：GSM-R和陸地集群無(wú)線電系統(tǒng)（TETRA）。通過(guò)分析研究，我國(guó)提出的第四代寬帶移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)TD-LTE，能夠提供高速場(chǎng)景下語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、視頻等多媒體業(yè)務(wù)的高速傳輸。因此，國(guó)內(nèi)學(xué)者以及相關(guān)部門提出基于TD-LTER的高鐵通信方案?；诂F(xiàn)有高速鐵路場(chǎng)景下TD-LTE應(yīng)用的研究，本文對(duì)MIMO技術(shù)進(jìn)行了深入研究。
　　

2、本文首先對(duì)LTE協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究，重點(diǎn)對(duì)物理層的MIMO技術(shù)進(jìn)行分析，包括MIMO技術(shù)的內(nèi)容和意義，MIMO信道模型以及MIMO系統(tǒng)容量分析?？紤]到列車的快速移動(dòng)性、列車車頂天線組間距較大等特點(diǎn)，本文提出一種基于子信道容量最大化的快速天線組選擇算法，該方法現(xiàn)將高速鐵路通信場(chǎng)景建模成分布式MIMO信道，其中基站端集中放置多天線，接收端分散放置多個(gè)多天線組，且各個(gè)多天線組組間距相等，每次通信時(shí)都選擇信道容量最大的接收天線組的信道，提高了系

3、統(tǒng)誤碼性能。另外，鑒于高速鐵路通信中，列車位置信息可預(yù)測(cè)、列車車頂中繼轉(zhuǎn)發(fā)天線數(shù)有限，以及反饋信息時(shí)延大、多普勒衰落較大、頻繁切換等特性，傳統(tǒng)的波束賦形并不適用于高速鐵路場(chǎng)景，本文提出一種位置信息輔助的多波束機(jī)會(huì)波束賦形，該方法能夠利用列車位置信息可預(yù)測(cè)的優(yōu)勢(shì)，在機(jī)會(huì)波束賦形算法中有效的提高了發(fā)送波束隨機(jī)相位與來(lái)波相位匹配的概率，同時(shí)支持多個(gè)波束并行傳輸，并且以多波束選擇實(shí)現(xiàn)更好的多用戶分集增益，且機(jī)會(huì)波束賦形無(wú)需反饋完全信道狀態(tài)信息。