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高速铁路车载直放站中的频偏估计研究

作　者: 曾令峰
导　师: 李汉兵
学　校: 武汉邮电科学研究院
专　业: 通信与信息系统
关键词: 车载直放站 AFC 穿透损耗多普勒频偏频偏估计快速切换
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

近年来，中国的高速铁路建设突飞猛进。随着越来越多城际高铁的开通，人们越来越倾向于选择高铁作为出行的工具。但是由于列车速度的提升，高铁上的移动通信质量恶化，传统的移动通信网络已经不能适应高速列车通信环境，这对各移动通信运营商提出了新的、更高的建网要求。本文首先分析了国内外高速铁路覆盖的研究现状及各主流通信厂商的解决方案，然后研究了高速列车环境下信道的传播特征，并对高速铁路场景下特有的无线接入特点如穿透损耗、多普勒频偏、快速切换、快衰落等进行了分析。在此基础上提出了车载直放站的解决方案。车载直放站是安装在列车车厢内部的无线直放站，同时采用自动频率控制（AFC）技术，可直接改善或克服高速铁路特有的诸如穿透损耗、快速切换及多普勒频移等不利因素，有效提高列车内的信号质量。本文的研究重点是频偏估计算法及其实现。首先以最大似然算法为基础，从理论上推导了频偏估计算法并进行了仿真。然后将频偏估计算法应用于AFC模块，并对具有AFC功能的车载直放站进行了仿真测试，并对测试结果进行分析。分析结果表明具有AFC功能的车载直放站对于语音和数据业务的优化效果非常显著，通信质量得到明显改善。这表明在列车上安装具有AFC功能的车载直放站是一种可行的解决方案。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
第1章绪论  7-17
  1.1 研究背景  7
  1.2 高速铁路覆盖国内外研究现状  7-13
    1.2.1 国内外高铁覆盖研究现状  8-11
    1.2.2 自动频率控制技术  11-13
  1.3 直放站  13-15
    1.3.1 车载直放站  13-14
    1.3.2 车载直放站 AFC 技术  14-15
  1.4 本文的主要工作及内容安排  15-17
第2章高速铁路覆盖解决方案研究  17-33
  2.1 高速铁路中影响通信的因素  17-27
    2.1.1 车体穿透损耗  17-19
    2.1.2 多普勒频移  19-24
    2.1.3 快速切换  24-27
  2.2 高速列车无线接入现有方式  27-29
    2.2.1 蜂窝基站连接  27-28
    2.2.2 卫星通信接入  28-29
    2.2.3 泄漏电缆接入  29
  2.3 高铁覆盖现有组网方案  29-31
    2.3.1 常规覆盖方案  29-30
    2.3.2 功分器小区分裂覆盖方案  30
    2.3.3 多 RRU 共小区覆盖方案  30-31
  2.4 本章小结  31-33
第3章频偏估计理论  33-51
  3.1 一种多普勒频偏估计算法  33-39
    3.1.1 最大似然估计思想  33-34
    3.1.2 频偏估计算法  34-39
  3.2 仿真与结果分析  39-50
    3.2.1. 最佳参数选择  41-50
  3.3 本章小结  50-51
第4章车载直放站频偏估计方案及测试结果  51-69
  4.1 车载直放站频偏估计方案  51-58
    4.1.1 AFC 模块功能  52-53
    4.1.2 整机实现方案  53-55
    4.1.3 车载直放站特殊功能实现  55-58
  4.2 车载直放站测试结果分析  58-68
    4.2.1 测试相关信息  58-59
    4.2.2 测试数据与结果分析  59-68
  4.3 本章小结  68-69
第5章总结与展望  69-71
参考文献  71-73
致谢  73-74
附录 1 攻读硕士学位期间发表的论文  74-75
附录 2 主要英文缩写语对照表  75-76
主要英文缩写语对照表(续表)  76

高速铁路车载直放站中的频偏估计研究

内容摘要

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