[發明專利]一種用于軌道交通高速移動場景的信道估計與均衡方法

有效

• 申請號: 201610108138.2
• 申請日: 2016-02-26
• 公開（公告）號: CN105791181B
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發明（設計）人: 艾渤;王勁濤;趙越;馬國玉;鐘章隊;何睿斯;官科;馬慧茹;熊磊;丁建文
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04L25/03
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 付生輝;蘇興娟

1.一種用于軌道交通高速移動場景的信道估計與均衡方法，其特征在于，該方法的步驟包括：

S1、獲取列車當前位置；

S2、構建列車預測位置的信道模型，

其中，所述步驟S2包括：S21、確定電磁波信號由步驟S1得到的列車當前位置與地面基站之間所有傳播路徑；S22、利用電磁波傳輸的路徑損耗公式計算每一條傳播路徑的傳輸損耗：PL(dB)＝△₁+74.52+26.16log₁₀(f)-13.82log₁₀(h_b)-3.2log₁₀(11.75h_m)²+[44.9-6.55log₁₀(h_b)+△₂]log₁₀(D)，其中，f表示工作頻段，h_b和h_m分別表示基站天線有效高度和列車天線有效高度，D表示列車當前位置與地面基站之間傳輸路徑的距離，△₁和△₂是與傳輸環境相關的常數；S23、計算每一條傳播路徑的傳輸延時；S24、基于每條傳輸路徑的能量損耗和傳輸時延，構建出預測位置的信道模型；

S3、基于列車的當前位置，確定列車預測位置信道的基礎沖擊響應，

其中，所述步驟S3包括：預先將列車每個運行位置相對應的基礎參數存入信道數據庫中；基于列車預測位置的信道模型和列車的當前位置，從信道數據庫中讀取相對應的基礎參數，估計出列車預測位置信道的基礎沖擊響應；

S4、對預測位置信道響應的變化量進行跟蹤，并快速估計出預測位置實際的信道沖擊響應，

其中，所述步驟S4包括：S41、基于在信道中傳播的導頻信號的接收序列，利用最小均方誤差準則對導頻點處信道響應進行估計；S42、利用插值算法獲得信道內所有點的響應，即預測位置信道響應的變化量；S43、估計出預測位置實際的信道沖擊響應：預測位置實際的信道沖擊響應＝預測位置信道的基礎沖擊響應+預測位置信道響應的變化量；

S5、根據步驟S4確定的預測位置的實際沖擊響應，進行信道均衡。

2.根據權利要求1所述的信道估計與均衡方法，其特征在于，所述步驟S1包括：

S11、設置在地面基站的應答器將自己的ID發送至列車；

S12、測量列車與所述地面基站的相對位置；

S13、確定列車當前位置P₁：P₁＝應答器ID+列車與所述地面基站的相對位置。

3.根據權利要求2所述的信道估計與均衡方法，其特征在于，利用設置在列車上的輪軌測距儀測量列車與所述地面基站的相對位置。

4.根據權利要求1所述的信道估計與均衡方法，其特征在于，所述基礎參數包括：列車每個運行位置相對應信道的多徑個數以及各徑的時延和平均能量數據。

5.根據權利要求1所述的信道估計與均衡方法，其特征在于，所述步驟S5包括

將列車運行過程中，所有子信道記為：y_i＝H_ix_i+w_i；

利用最小均方誤差準則對信道進行均衡，即

minE{(g_iy_i-x_i)^H(g_iy_i-x_i)}，

則有，

其中，g_i為均衡系數，σ_n²為噪聲方差，為均衡輸出，i表示子信道序號，H_i表示第i個子信道的信道矩陣，x_i表示第i個子信道傳輸的信息符號，y_i表示在接收端第i個子信道收到的信息符號，w_i表示在接收端第i個子信道收到的高斯噪聲，σ_s²表示信號功率。