高速鐵路寬頻無線信道非平穩特性的研究

《高速鐵路寬頻無線信道非平穩特性的研究》是依託北京交通大學，由劉留擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：高速鐵路寬頻無線信道非平穩特性的研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：劉留
• 依託單位：北京交通大學

項目摘要

高速鐵路無線信道因其相對陸地蜂窩無線信道具有特殊性，已成為無線通信信道測量與建模領域研究的熱點問題。已有研究表明：高速鐵路無線信道具有變化場景豐富，直射徑較強，Doppler頻偏較大等特點，現有信道模型無法準確描述高速鐵路無線信道特徵，因此基於實測數據的高速鐵路無線信道建模分析勢在必行。本課題旨在研究高速鐵路無線信道非平穩特性，從高架橋，山區，U型槽等高速鐵路典型場景的無線信道實測數據出發，重點研究高速鐵路時變信道的平穩界，即確定其平穩時間和平穩頻率，然後基於馬爾科夫鏈從弱平穩界多徑生滅過程和確定多徑連續時間生滅過程兩個角度，揭示高速移動對信道多徑特徵變化影響，為高速鐵路寬頻無線通信系統樣機開發測試和系統級仿真工作提供基礎。

結題摘要

信道是通信系統設計的基礎，準確認知無線信道是設計通信系統的前提條件，它為通信系統原型機設計和系統、鏈路級仿真提供真實參考，因此高鐵無線信道隨之成為研究的首要問題。高鐵信道與陸地蜂窩信道存在很大差別，差別的關鍵在於信道是快速衰落，並且是非平穩的。基於此，本課題利用業內認可的Propsound信道測量儀和自研的基於無線蜂窩的信道數據採集設備，在京津城際、鄭西高鐵等高鐵典型場景，開展了2.35GHz頻段10M頻寬和50MHz頻寬的信道測量，獲取了豐富的測試數據。基於實測數據，建立基於位置的無線信道模型，提出基於簇延遲線的多徑信道模型，利用隨機非平穩統計理論，藉助於馬爾科夫生滅過程統計方法，研究了典型場景下多徑徑數、確定多徑的非平穩信道模型。三年來，課題組按計畫開展了豐富的卓有成效的研究工作，共發表代表性論文16篇（包括An1區論文1篇），申請專利4項，培養了一批青年人才。上述研究成果，形成了一系列的高鐵無線信道的關於大尺度、中尺度和小尺度方面的完整模型，對我國高鐵無線通信的寬頻化的研究，提供了重要的理論支撐。此外，在項目的實施過程中，考慮到本課題組的研究特色為無線信道，在完成上述目標的基礎上，根據高鐵下一代無線通信的發展趨勢，課題組積極做了適當的擴展，結合基於隨機散射模型和圖論的信道模型構建方法，探索了面向多天線的高鐵信道測量與模型構建的研究。