基于LTE高速環(huán)境下無線信道測量和建模關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、近年來，高速鐵路寬帶無線接入已成為國內(nèi)外寬帶無線通信研究的熱點(diǎn)問題。而信道特性是無線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，高鐵場景下信道特性的測量與建模是高鐵無線通信系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)工作之一。
　　本文首先介紹了高鐵無線信道測量方法，針對高鐵場景下信道測量的局限性，結(jié)合高速鐵路無線信道探測的特殊性，提出以現(xiàn)有無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)的下行鏈路作為信道探測的激勵(lì)信號(hào)，是統(tǒng)計(jì)獲取高速鐵路無線信道初步模型的一種新方法，若利用3G或LTE信號(hào)作為信道探測信號(hào)，可以獲得更

2、為準(zhǔn)確的信道多徑統(tǒng)計(jì)信息。
　　接下來簡要介紹了LTE物理層標(biāo)準(zhǔn)及高速移動(dòng)環(huán)境下的寬帶無線信道特征，重點(diǎn)介紹了LTE下行物理層設(shè)計(jì)及OFDM技術(shù)。根據(jù)無線信道測量關(guān)鍵技術(shù)基本原理，按照3GPP LTE協(xié)議配置參數(shù)，進(jìn)行測量實(shí)驗(yàn)，總結(jié)了探測LTE主同步信號(hào)PSS的幾種不同方法，針對當(dāng)系統(tǒng)頻偏較大時(shí)，同步性能較差這個(gè)問題，對一種改進(jìn)的M-part同步算法的性能進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果表明，M-part同步算法具有良好的同步性能，能夠滿足LT

3、E系統(tǒng)對同步性能的要求。由于現(xiàn)有的信道測量方法設(shè)備昂貴，測量效率低下，可擴(kuò)展性差，并且不適用于某些不能發(fā)送特定探測信號(hào)的場景，為此提出了一種基于LTE信號(hào)的無線信道探測方法，在兩種標(biāo)準(zhǔn)信道模型ITU模型和Extended-ITU模型的條件下使用提出的新方法提取相應(yīng)的信道參數(shù)，得到信道多徑統(tǒng)計(jì)信息、多普勒功率譜、發(fā)送天線與接收天線的相關(guān)矩陣。仿真結(jié)果表明，預(yù)設(shè)的信道參數(shù)與測量獲得的信道參數(shù)基本相匹配，表明本文提出的信道探測方法是有效可行的

4、，可適用于無線信道的現(xiàn)場測量。
　　由于測量實(shí)驗(yàn)的開展存在諸多客觀困難，現(xiàn)有的基于實(shí)際測量的信道建模方式不能滿足未來高頻段寬帶信道建模需求，本文最終研究了一種新的基于理論分析方法的信道建模方法，即基于圖論的信道建模方法。具體深入研究了陸地移動(dòng)場景下基于圖論的信道特性及建模方法，采用馮·米塞斯分布(Von Mises)驗(yàn)證了該建模方法的正確性。同時(shí)使用該建模方法對一個(gè)典型的高鐵平原場景進(jìn)行建模，得到該場景下信道的功率延遲屬性和多普勒