本文選題：高移動無線通信　切入點：移動自適應技術(shù)　出處：《西南交通大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：截止到2015年底,我國高速鐵路(HSR)營運里程達到了1.9萬公里,占世界高鐵營運的60%以上；我國主導的第四代(4G)移動通信標準時分雙工-長期演進(TD-LTE)也已經(jīng)開始大規(guī)模的商用。高鐵的迅猛發(fā)展,對高速列車調(diào)度與控制以及乘客寬帶無線通信服務提出了更高的要求。在高速移動環(huán)境下,多普勒效應(頻率偏移)導致無線信道快時變衰落,高鐵密閉車體又使得信號損耗嚴重,從而嚴重影響系統(tǒng)性能。本文利用自適應傳輸技術(shù)來對抗由此帶來的系統(tǒng)性能嚴重惡化,重點研究快時變場景下基于信道狀態(tài)信息(CSI)的傳統(tǒng)自適應技術(shù),超高速移動場景下基于速度信息的移動自適應技術(shù)和中速場景下基于速度和信道信息的增強型移動自適應技術(shù)。在高移動環(huán)境下,由于難以得到完備CSI,因此針對傳統(tǒng)自適應技術(shù)和增強型移動自適應技術(shù),本文重點研究了非完備CSI的情況。首先,傳統(tǒng)的自適應技術(shù)通�；谛诺佬畔硗瓿上到y(tǒng)參數(shù)的自適應調(diào)整,即根據(jù)信道信息來完成系統(tǒng)參數(shù)的配置。本文提出了三種基于信道信息的傳統(tǒng)自適應方案。第一種是在存在載波頻率偏移(CFO)場景下,提出基于完備和非完備信道條件的功率和比特自適應方案。所提出的最優(yōu)功率分配方案使用M進制正交幅度調(diào)制(MQAM),滿足平均功率和誤比特率(BER)限制,可最大化正交頻分復用(OFDM)系統(tǒng)的平均頻譜效率(ASE),并得到系統(tǒng)ASE的閉合表達式。第兩種是基于快時變場景下,提出了完備和非完備信道信息的功率和比特自適應方案。所提算法在最大化ASE的目標下,使每個子載波滿足BER約束條件,實現(xiàn)了最優(yōu)功率和比特分配,推導給出了自適應系統(tǒng)ASE的閉合表達式,并分析了信道估計誤差和時延的影響。第三種是高移動環(huán)境下基于完備和非完備信道信息的比特和子載波帶寬自適應(RSBA)方案。所提算法在最大化ASE的目標下,完成自適應子載波帶寬和比特分配,給出了ASE的閉合表達式,并分析了信道估計誤差和時延的影響。通過利用信道信息自適應調(diào)整系統(tǒng)參數(shù),上述方案減小了頻偏或者速度對系統(tǒng)性能的影響,有效地提高了系統(tǒng)的頻譜效率。其次,在超高速移動環(huán)境下,由于接收端信道估計誤差的存在和信道信息反傳時延的影響,發(fā)射端很難獲得準確信道信息。但發(fā)射端獲得速度信息卻相對較容易。據(jù)此,本文提出了僅僅基于速度信息來完成系統(tǒng)參數(shù)的自適應調(diào)整方法(不需要信道信息),即移動自適應技術(shù)。本文提出了兩種移動自適應方案。分析和仿真表明,所提的僅基于速度信息的比特和子載波帶寬移動自適應方案在快時變信道環(huán)境下,可以有效地提升系統(tǒng)性能。對于基于速度統(tǒng)計信息的功率和比特移動自適應方案,可實現(xiàn)ASE的最大化。通過自適應地調(diào)整系統(tǒng)參數(shù),減小了速度對系統(tǒng)性能的影響,與非自適應技術(shù)相比性能提升明顯,特別是當速度變化較明顯時性能提升更大。接著,提出了基于速度和信道信息的增強型移動自適應技術(shù)。因為在實際的系統(tǒng)中,估計信道信息雖然不夠準確,若聯(lián)合較為準確的估計速度信息也可以進一步提升系統(tǒng)性能。針對中速移動環(huán)境,提出了基于完備和非完備信道信息并聯(lián)合速度信息的功率和比特自適應方案。所提算法以最大化ASE為目標,通過不同速度和信道信息條件,給出最優(yōu)功率和比特分配方案。非完備信道信息是利用最小均方誤差(MMSE)準則獲得存在誤差的估計信道,同時考慮反饋時延的影響。仿真結(jié)果表明,與基于信道信息的傳統(tǒng)自適應方法和基于速度信息的移動自適應方法相比,所提的增強型移動自適應技術(shù)方案性能更佳。最后,針對變速度移動通信系統(tǒng),提出了綜合移動自適應方案。在低速移動時,由于可以獲得較為準確的信道估計信息,應采用傳統(tǒng)自適應方案：對于中等移動速度,盡管信道估計誤差較大,但仍然可用,故采用上述基于信道估計信息和速度信息的增強型移動自適應技術(shù)方案；當移動速度很高時,由于所獲得的信道估計信息誤差極大且很容易過時,因而應放棄信道估計,使系統(tǒng)切換到僅依賴于速度信息的移動自適應方案。
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【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.53

【參考文獻】

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3 張敏;李毅;舒培煉;;高速鐵路列車車廂穿透損耗應用探析[J];移動通信;2011年02期

4 趙大偉;交通運輸和郵電通信業(yè)與國民經(jīng)濟發(fā)展的因果關系[J];大連海事大學學報;2005年04期

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本文編號：1605497