高速鐵路時變信道下大規(guī)模多天線系統(tǒng)基于權(quán)重預(yù)處理的天線選擇算法
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【摘要】:當未來第5代移動通信系統(tǒng)(5G)的大規(guī)模多天線(LSMA)系統(tǒng)應(yīng)用在高速鐵路車地通信基站時,天線沿鐵軌平行布置,基站根據(jù)列車位置選擇最近的若干根道旁天線組成備選集進行信道估計,并將有限個射頻鏈分配給其中信道最好的若干根天線組成的優(yōu)選集。由于信道的時變和強視距特性,不同天線的信道信息發(fā)生不同程度的延遲,傳統(tǒng)的從信道估計信息中挑選增益最大天線的選擇算法頻譜效率不高。本文提出一種基于權(quán)重預(yù)處理的天線選擇算法,只需要對估計的信道增益進行權(quán)重預(yù)處理就能有效地提高天線選擇算法的平均頻譜效率。在本文提出的方案中,首先推導了高鐵時變信道下天線選擇算法的平均頻譜效率性能上限的理論值,然后根據(jù)同一天線不同時刻信道狀態(tài)間的時間相關(guān)性,對信道增益進行權(quán)重預(yù)處理,再從處理后的備選集中選擇優(yōu)選集。分析結(jié)果表明,經(jīng)過權(quán)重預(yù)處理的算法平均頻譜效率在列車高速運行時穩(wěn)定高于不進行預(yù)處理的傳統(tǒng)天線選擇算法的頻譜效率,在高信噪比情況下,能提高0.4bit/s/Hz。
【作者單位】: 西南交通大學信息編碼與傳輸省重點實驗室;
【關(guān)鍵詞】: 頻譜效率 天線選擇 高速鐵路 預(yù)處理 大規(guī)模多天線系統(tǒng)
【基金】:國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973計劃)(2012CB316100) 國家自然科學基金(61471303,61032002) 中國鐵路總公司科技研究開發(fā)計劃(2013X016-A)
【分類號】:TN929.5
【正文快照】: 大規(guī)模多天線(LSMA)系統(tǒng)的應(yīng)用隨著5G超大多輸入多輸出(Massive MIMO)技術(shù)的興起而成為一個研究熱點。在高速鐵路場景下,集中式LSMA面臨著與列車通信時收發(fā)端之間的路徑損耗隨列車位置不斷變化且信道估計開銷大的問題,而分布式LSMA則利用空曠的道旁環(huán)境將基站天線沿鐵軌平行布
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