如何使用天线分组进行高铁大规模多输入多输出自适应波束赋形方案

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上传日期: 2019-04-29

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标签:MIMO(299)移动通信(972)天线(961)

  针对高铁大 规模多输入多输出( MIMO)系统的吞吐量未被充分提升的问题,提出一种基于天线分组的自适应波束传输方案。首先利用基站(BS)预知的列车位置信息,并将波束赋形技术引入高速场景,建立高铁大规模MIMO的三维模型;其次验证BS天线分组情况下,子波束的吞吐量与其对应的发射天线数满足非线性关系,且子波束天线数变化并未对其他波束的吞吐量产生影响。基于此,以天线分组的自适应波束赋形方案对列车运行至不同位置的波束数和子波束所需的发射天线数进行调整,保证不同位置的最优系统吞吐量。计算机仿真表明,该方案与传统的单波束、双波束、八波束相比,在列车距基站125 m范围内分别实现了系统吞吐量87. 9%、62. 3%、50. 6%的提升,在125m之外与单波束赋形的系统吞吐量相近。实验结果表明,所提方案无论列车距BS较近或较远时,系统吞吐量均处于最佳水平,更好地适应高速铁路环境。

  随着无线通信技术的飞速发展,未来铁路旅客移动通信业务将逐渐转变为视频监控、无线语音、电视和广播等高速数据接人业务。目前的铁路专用全球数字移动通信系统( Global System for Mobile Communications-Railway, GSM-R)主要承载低速率的车地双向数据传输业务,无法满足旅客多样的通信业务需求,这就迫切地要求通信系统提供更高的吞吐量并保障高可靠性。

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