高速铁路中基于分布式天线的越区切换技术研究

发布时间：2024-05-14 05:49

　　随着高速铁路在中国的迅猛发展,旅客对于车地之间的无线通信技术的要求也越来越高,现有的GSM-R系统在信道容量、频率带宽等诸多的铁路通信应用方面已经出现了很大的局限性,已经不能满足未来铁路双向、实时,大容量的发展需求。LTE-R作为GSM-R的演进,是新一代铁路专用无线通信技术,在频谱效率、网络架构、较小干扰等方面有着极大的性能改善,不仅能够满足人们对无线通信的需求,而且在很大程度上提高了通信质量,成为当前高速铁路无线通信的研究热点。在高速铁路通信系统中,越区切换作为其关键技术,能够保证列车在高速运行中持续通信,而铁路沿线的天线分布问题作为切换技术的基础也将重点研究,可以保障无线通信链路中的信道容量。本文针对LTE-R中的关键技术——分布式天线技术和越区切换技术分别进行研究。首先,针对高速铁路特殊的通信的场景,对铁路沿线的天线部署问题的分析后,提出一种更适合高铁环境的天线部署方案——分布式天线系统。对分布式天线系统的原理和信道容量进行了详细的分析。根据在发送端信道状态信息已知和未知的情况下,分别采用注水功率算法和平均功率算法,对信道的容量进行功率分配。结合高速铁路环境的结构特点,且发送端...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 研究现状
    1.3 存在的问题
    1.4 论文主要内容及各章节结构安排
2 LTE的网络架构及无线通信小区切换研究
    2.1 LTE系统的网络结构和模型
        2.1.1 系统的网络结构
        2.1.2 S1 接口协议栈
        2.1.3 X2 接口协议栈
        2.1.4 LTE的切换流程
    2.2 LTE-R中切换的概述
        2.2.1 LTE-R中切换的定义
        2.2.2 LTE-R中切换的原因和分类
    2.3 LTE-R的切换过程
        2.3.1 切换的测量过程
        2.3.2 切换判决过程
        2.3.3 切换执行过程
    2.4 本章小结
3 高铁环境下分布式天线技术及功率分配方案研究
    3.1 MIMO的信道模型
        3.1.1 非频率选择性信道模型
        3.1.2 频率选择性信道模型
    3.2 高铁环境下分布式天线技术
        3.2.1 分布式天线技术和原理
        3.2.2 分布式天线系统的在高速铁路中的部署
    3.3 高铁环境下分布式天线信道容量分析
        3.3.1 分布式天线系统信道容量分析
        3.3.2 发送端信道状态信息未知时分布式天线系统容量
        3.3.3 发送端信道状态信息已知时分布式天线系统容量
    3.4 仿真参数设置与仿真结果分析
        3.4.1 信道容量概率分布
        3.4.2 发送端信道状态信息未知时信道容量
        3.4.3 信道容量与中断容量
    3.5 本章小结
4 基于分布式天线的自适应切换算法优化
    4.1 基于分布式天线的系统模型
    4.2 高速铁路中基于分布式天线的切换过程优化
        4.2.1 滤波过程
        4.2.2 切换过程优化
    4.3 高速铁路中基于分布式天线的切换算法优化
        4.3.1 切换测量过程
        4.3.2 切换判决优化
        4.3.3 切换执行优化
    4.4 仿真结果分析
    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



本文编号：3973275