高速移动通信环境下无线通信面临的问题

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1、 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院高速铁路和高速公路的开通和应用,使未来移动通信系统面临高速移动环境。在高速移动环境下，无线通信系统会产生大的多普勒频移，信道会发生快速变化，这些变化会严重地降低移动通信系统的性能。 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院针对高速移动环境下的移动通信系统，TDD-LTE在物理层中，从帧、时隙和OFDM符号长度的选择、上下行链路的切换参数，子帧中导频/前导插入频率等方面进行考虑。 西安电子科技大学西安

2、电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院3GPP TSG-RAN WG4 (Radio) Meeting #41 R4-061161Riga, Estonia, 6th November 10th November, 2006 ParameterDeployment scenarioOpen Area ATunnel: leaky cable BTunnel: multi-antennas CFrequency band2 GHz2 GHz2 GHzUE speed350 km

3、/hr300 km/hr300 km/hrInter site distance (ISD)1000 mN/A300 mBS-rail track distance50 m2 m2 mChannel modelAWGNSingle tap Rice fading 1AWGNMax Doppler shift at BS1340 Hz1150 Hz1150 HzUL power controlOFFOFFOFFParameters for high speed train deployment scenarios for BS requirementsEricsson 西安电子科技大学西安电子科

4、技大学 通信工程学院通信工程学院05101505101500.511.52时 间 序 号子 载 波 序 号幅度0510150510150.20.40.60.811.2符 号 序 号子 载 波 序 号幅度0510150510152000.511.5符 号 序 号子 载 波 序 号幅度0510150510152000.511.5符 号 序 号子 载 波 序 号幅度K=0K=9K=18 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院理想实际实际 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院例如高速列车时速高达例如高

5、速列车时速高达350km，接近接近100m/s，载波频率考虑载波频率考虑2.3GHz，其最高多普勒频率为，其最高多普勒频率为746Hz,根据根据LTE-TDD传输标准中的子载波间隔为传输标准中的子载波间隔为15KHz，用用子载波间隔归一化后为子载波间隔归一化后为0.049。考虑上下行链路之间的关系和系。考虑上下行链路之间的关系和系统特点，系统可能面临的统特点，系统可能面临的归一化最高多普勒频率为归一化最高多普勒频率为0.1左右左右。补偿 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院4%5% 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 西安电子科技大学西安电子科技大

6、学 通信工程学院通信工程学院（1），（2）（3）（1）0.020.030.040.050.060.070.080.090.13032343638404244464850归一化的频偏值SINR(dB) k=9 k=18350km/h350km/h500km/h500km/h05001000150001020304050607080fd(Hz)SINR(dB)一 个 符 号 内 多 普 勒 频 移 和 载 干 波 变 化 曲 线 k=9k=18 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院051015202510-210-1100SNR（ dB）FER 一 帧 中 符 号 内 信 道

7、 不 变 16QAM K=9一 帧 中 符 号 内 信 道 变 化 16QAM K=9一 帧 中 符 号 内 信 道 不 变 16QAM K=18一 帧 中 符 号 内 信 道 变 化 16QAM K=18（1） 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院0510150510152000.511.5符 号 序 号子 载 波 序 号幅度0510150510152000.511.5符 号 序 号子 载 波 序 号幅度05101520253010-410-310-210-1100Es/No （ dB）FER符 号 间 信 道 变 化 对 误 帧 率 性 能 的 影 响 子 帧 内 信

8、 道 不 变 （ k=9）子 帧 内 信 道 不 变 （ k=18）符 号 间 信 道 变 化 （ k=9）符 号 间 信 道 变 化 （ k=18） 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 、 多普勒频移引入时变频偏估计的方案有；第一种是；在移动速度达到350km/h时，在一个时隙或子帧内，列车移动距离大约在0.050.1m，时变的频偏可以近似为不变，通常以时隙或子帧为单位进行时变频偏估计；第二种是。 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工

9、程学院 多普勒频移引入时变频偏估计中，我们研究了。频偏在上行和下行链路中都使接收信号产生时变的相移。可以使用的算法有。 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院0510152025303510-610-510-410-310-2SNR (dB)MSE CP k=9CP k=18DD k=9DD k=18pilot k=9pilot k=18051015202510-410-310-210-1100SNR (dB)FER 理 想 k=9理 想 k=18CP k=9CP k=18DD k=9DD k=18pilot k=9pilot k=18 西安电子科技大学西安电子科技大学 通

10、信工程学院通信工程学院 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院 西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院0510152025303510-510-410-310-2SNR（ dB）MSE CP K=9RS K=9DD K=9DD K=18RS K=18CP K=180510152025303510-610-510-410-310-210-1100SNR （ dB）BER CP K=9RS K=9DD K=9Ideal K=9CP K=18RS K=18DD K=18Ideal K=18 西安电子科