高速移動條件下寬帶無線接入關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、近年來我國高速鐵路及軌道交通取得了舉世矚目的建設(shè)成就。與此同時(shí)，列車與地面之間的無線通信數(shù)據(jù)量(包括面向用戶的寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和列車控制信息)也呈迅速上升趨勢。現(xiàn)在普通列車和高速列車上的乘客，僅能通過無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)(2G和3G系統(tǒng))進(jìn)行通信，但這些通信體制并不支持高速移動下的寬帶無線接入。本論文以時(shí)速為350km/h～500km/h高速鐵路寬帶無線接入為研究對象，著重研究了高速鐵路寬帶無線接入的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和物理層信號處理等關(guān)鍵技術(shù)，主要內(nèi)容

2、包括：
　　 針對高速鐵路車地間寬帶無線接入的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，總結(jié)歸納了現(xiàn)有無線通信系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)與不足，提出了一種新型的車地間寬帶無線數(shù)據(jù)傳輸架構(gòu)--HighSpeedandMobileCell(Himocell)架構(gòu)，評估了Himocell的優(yōu)點(diǎn)與不足。同時(shí)研究了高速鐵路無線信道的特點(diǎn)--時(shí)間頻率雙選擇性衰落，探討了其信道建模方法。
　　 針對高速列車車載通信系統(tǒng)對通信收發(fā)信機(jī)尺寸體積不敏感的特點(diǎn)，研究了空間域方法對抗Dopp

3、ler頻偏技術(shù)。在高速列車上架設(shè)線性天線陣列，利用天線陣列對接收信號進(jìn)行空間采樣確定虛擬不動點(diǎn)，該虛擬不動點(diǎn)相對地面靜止，沒有Doppler頻偏，消除了時(shí)間選擇性衰落的影響。本文提出一種時(shí)變?nèi)鹄诺罈l件下的最優(yōu)虛擬點(diǎn)分集接收機(jī)方案，該方案在對抗Doppler頻偏的同時(shí)，接收端可以獲得分集增益。
　　 針對多載波傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，研究了多載波OFDM技術(shù)在時(shí)變多徑信道下的信道估計(jì)技術(shù)。為了進(jìn)一步提高信道估計(jì)的準(zhǔn)確度和改善系統(tǒng)的誤碼性能，

4、本文提出一種基于梳狀導(dǎo)頻的變換域頻率分集式信道估計(jì)算法，該信道估計(jì)算法的精度隨著分集導(dǎo)頻組的增加而提高，在時(shí)變信道中性能也有明顯改善。然后，研究了多載波OFDM技術(shù)在時(shí)變多徑信道下的子載波間干擾消除技術(shù)。在分析經(jīng)典子載波間干擾消除技術(shù)的基礎(chǔ)上，本文提出一種聯(lián)合信道估計(jì)的子載波間干擾消除方法，該方法采用“二項(xiàng)導(dǎo)頻”，聯(lián)合前后兩個(gè)OFDM符號進(jìn)行子載波間干擾消除。仿真結(jié)果表明，新型子載波干擾消除方法在性能和頻譜效率上均優(yōu)于經(jīng)典方法。

5、　　 Doppler頻率偏移是高速移動條件下影響寬帶無線系統(tǒng)性能的主要原因之一。本文在總結(jié)歸納經(jīng)典Doppler分集的基礎(chǔ)上，深入研究了一種定向天線扇區(qū)接收實(shí)現(xiàn)Doppler分集的方法，該方法在完成Doppler頻率補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)，可以獲取較好的Doppler分集增益。理論分析和仿真結(jié)果表明，在快速時(shí)變頻率選擇性衰落信道下，該方案可以有效提高寬帶通信系統(tǒng)的傳輸性能。
　　 參照IEEE802.11a標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)了基于FPGA軟件無線