《地面超高移動性寬頻無線通信關鍵問題》是依託西南交通大學，由范平志擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：地面超高移動性寬頻無線通信關鍵問題
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：范平志
- 依託單位：西南交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
到2020年，我國將建成12萬公里鐵路，其中時速超過200公里的高速客運專線達1.8萬公里。由於理論和技術限制，現有的移動通信技術均無法解決未來350km/h以上高速列車寬頻移動通信的需求。對於快速運動的物體來說，都卜勒（Doppler）頻率偏移和移動性管理（尤其是快速切換控制）是主要難題，速度越高，影響越大，解決難度也越大，對技術要求也越高。與普通的移動通信環境相比，高速移動環境中的無線信道最突出的問題是都卜勒頻移（擴展）對移動通信產生的影響。.本課題圍繞超高移動性對高速移動體寬頻無線通信系統的影響，主要研究如下關鍵問題：（1）超高移動性信道傳播特性分析與建模；（2）都卜勒頻移估計與補償技術；（3）都卜勒分集技術；（4）超高移動性管理與快速越區切換控制；（5）高移動環境下的MIMO技術、協作中繼編碼與寬頻高速通信網路系統結構。
結題摘要
由於理論和技術限制，現有的移動通信系統難以高效地解決350km/h以上高速列車寬頻移動通信的需求。對於快速運動的物體來說，快時變信道帶來的頻率偏移和移動性管理（尤其是快速切換）是主要難題。移動速度越高，影響越大，解決難度也越大，對技術要求也越高。與普通的移動通信環境相比，高速移動環境下的寬頻無線通信擬解決如下關鍵問題：高移動性信道傳播特性分析與建模，信道估計、頻偏估計與補償技術、多天線與自適應技術、協作中繼編碼、高移動性管理與快速越區切換控制等。 本項目研究取得的主要成果為： 1. 高鐵場景無線信道測量與建模: 高移動場景無線信道的時域、頻域和空域傳播特徵，是高移動寬頻無線通信系統設計的理論依據。課題組提出了基於WCDMA和LTE的高鐵信道測量方法，通過測試車獲取了第一手信道原始數據，萃取了高鐵信道的大尺度和小尺度特徵，構建了可用於高鐵無線通信系統設計和評估的經驗模型。 2. 高移動性環境下多天線、自適應、信道與頻偏估計技術：針對高鐵特點，通過增加車載台的天線陣列組數，調整每組之間的權重，獲得一種車載多組多天線系統容量提升方案；為改善高移動環境下MQAM/OFDM系統頻譜效率，提出了一種功率和調製自適應方案；基於基擴展模型，提出了利用變分貝葉斯推理的多信道參數聯合估計方法和都卜勒頻移估計補償技術。 3. 基於雲蜂窩和多基站協同的高鐵通信快速切換：針對高速鐵路車地通信場景，提出了一種基於雲蜂窩和基於位置信息輔助的波束賦形技術，通過雲基帶構建具有更大覆蓋範圍的雲蜂窩來減少切換；利用多基站協同思想，提出了一種高移動無縫“軟切換”方案，大大提升了列車越區切換的成功率。 本項目實施過程中，在本領域重要的國際期刊和國際會議上發表(含錄用)論文103篇，其中在國際期刊(如IEEE Trans VT/WC, IEEE JSAC等)發表論文48篇，在國際主流會議 (VTC/ICC/PIMRC等)上發表(含錄用)論文25篇。出版二期國際SCI期刊專輯，申請與授權國家發明專利22項。發起高移動性無線通信(HMWC)國際會議一個，組織ICCC’2012專家研討論壇(Panel)一次，二次特邀報告（WCNC‘13 和ICISE’11）。培養研究生28名，邀請了一批國際知名學者來課題組學術交流與合作研究。
