高铁移动通信系统中分布式MIMO关键技术研究

发布时间：2023-01-13 18:15

　　高速铁路迅猛发展的同时给高铁车地无线通信提出了巨大的挑战,现有GSM-R所分配的带宽已经无法承载未来高数据通信业务的需求,比如旅客宽带无线通信接入服务、列车智能化调度和视频监控业务等。为了满足高铁下一代无线通信的发展趋势,国际铁路联盟（UIC）确认GSM-R将向LTE-R演进。基于基础研究的前瞻性,需要设计新一代的宽带无线接入网络架构与高速铁路环境相适应。多输入多输出（MIMO）作为LTE的关键技术之一,给未来的移动通信系统,特别是对高速数据接入业务,提供了一种可以极大提高系统容量的手段。因此,怎么在高铁车地无线通信场景中发挥MIMO技术的优势成为铁路通信的研究热点。分析高铁MIMO信道容量将为未来的车地通信工程建设提供一些理论支撑。论文的研究重点围绕三个方面展开:首先,高速铁路车地无线通信接入方案分析。对高速铁路无线通信场景的特殊性进行简单概述,归纳出高铁车地无线通信面临的三大挑战——多普勒效应、切换问题以及高铁车体损耗。对目前技术现状进行整理分析,设计适合高速铁路宽带无线接入方案——分布式MIMO两跳通信架构。其次,高速铁路分布式MIMO功率分配算法研究。本文对MIMO系统中两种功... 

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 论文研究背景与意义
    1.2 研究现状
    1.3 论文主要内容及章节安排
2 高铁车地无线通信宽带接入方案分析
    2.1 高铁车地通信场景的特殊性
        2.1.1 高铁车体损耗
        2.1.2 多普勒效应
        2.1.3 切换问题
    2.2 高铁宽带无线接入方案
        2.2.1 集中式MIMO与分布式MIMO
        2.2.2 高铁分布式天线小区
        2.2.3 高铁车地两跳式通信架构
    2.3 本章小结
3 高铁分布式MIMO功率分配方案研究
    3.1 多天线技术
        3.1.1 MIMO技术
        3.1.2 信道容量分析
    3.2 高铁分布式MIMO功率分配方案
        3.2.1 平均功率算法
        3.2.2 注水功率算法
        3.2.3 性能分析
    3.3 本章小结
4 基于视距分量的天线间距优化研究
    4.1 分布式MIMO系统
    4.2 高铁分布式MIMO信道建模
    4.3 阵元间距对信道容量影响分析
    4.4 高铁分布式MIMO天线优化部署方案研究
        4.4.1 天线间距优化设计
        4.4.2 LOS信道下天线优化部署方案性能分析
        4.4.3 莱斯信道下天线优化部署方案性能分析
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 论文总结
    5.2 论文展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]下一代铁路移动通信系统LTE-R技术的研究与分析[J]. 贾路颖,王晓蕾.  信息通信. 2016(05)
[2]分布式MIMO系统衰落相关信道容量分析[J]. 范超,彭文杰,崔磊.  无线电工程. 2015(08)
[3]高速铁路移动通信系统关键技术的演进与发展[J]. 方旭明,崔亚平,闫莉,宋昊.  电子与信息学报. 2015(01)
[4]基于LTE的高速铁路宽带通信上行频偏解决方案[J]. 于小红.  电信科学. 2014(03)
[5]一种适合高速铁路的宽带无线接入网络架构[J]. 于晓溪,谈振辉,章嘉懿,王海波.  电信科学. 2010(07)

博士论文
[1]高铁下一代无线通信系统的波束赋形与大规模多天线传输技术研究[D]. 程梦.西南交通大学 2015

硕士论文
[1]大规模分布式MIMO系统功率分配容量分析[D]. 王树坤.郑州大学 2016
[2]基于空间调制的新型MIMO传输技术研究[D]. 杨宗菲.电子科技大学 2014
[3]高速车地无线通信MIMO技术研究[D]. 刘苗.西南交通大学 2013



本文编号：3730622