[發明專利]一種增強列車車地無線通信系統接收性能的裝置和方法

在審

• 申請號: 202010101034.5
• 申請日: 2020-02-19
• 公開（公告）號: CN111181662A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 馬征;吳彥良
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H04B17/29
• 分類號: H04B17/29;H04W4/40
• 代理公司: 北京集智東方知識產權代理有限公司 11578
• 代理人: 陳亞斌;關兆輝

本發明提供了一種增強列車車地無線通信系統接收性能的裝置和方法。其中的裝置包括：車載智能可配置反射陣面、控制器和先驗信道狀態信息寄存器；車載智能可配置反射陣面中設置有多個反射陣元；反射天線陣元，用于反射入射電磁波；先驗信道狀態信息寄存器，用于預先存儲車輛行進路途沿線各位置處對應的先驗信道狀態信息；控制器，分別與先驗信道狀態信息寄存器以及車載智能可配置反射陣面中的各個反射天線陣元連接，用于計算和配置各個反射陣元的配置參數，使得整個車載智能可配置反射陣面的合成反射波指向車載接收機的接收天線。應用本發明可以增強列車車地無線通信系統的接收性能。

技術領域

本申請涉及列車無線通信技術領域，尤其涉及一種增強列車車地無線通信系統接收性能的裝置和方法。

背景技術

可配置智能反射陣面，又被稱作大規模智能反射陣面，由眾多的反射陣元單元組成，其中每個反射陣元都可以獨立地通過加權系數進行配置，以對瞬時接收到的來波進行改變和反射。通過軟件對每個反射陣元的加權系數的配置，反射陣元可以改變來波的相位、幅度、頻率甚至是極化方向，使各陣元合成后的反射波匯聚到接收天線上。可配置智能反射陣面通常應用于無線通信系統中，以改善系統的收發性能。通常情況下，可配置智能反射陣面可以布設在墻面，屋頂、廣告牌、補盲區等地方。

但是，現有技術中的可配置智能反射陣面主要是應用于公網移動蜂窩通信或者無線局域網中，需要在基站或者移動臺上采用比較復雜的方法來進行信道估計以及反射波束成型，因此收斂速度較慢。而在鐵路運輸領域，由于列車通常處于高速運動的狀態，因此難以實時估計出信道狀態信息，從而導致反射天線方向的準確性差，信號傳輸的效果不佳。因此，現有技術中的可配置智能反射面不能直接應用于鐵路運輸車輛上使用，現有技術中也未見有布置在鐵路運輸車輛上的可配置智能反射陣面。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種增強列車車地無線通信系統接收性能的裝置和方法，從而可以大大增強列車車地無線通信系統的接收性能。

本發明的技術方案具體是這樣實現的：

一種增強列車車地無線通信系統接收性能的裝置，該裝置包括：車載智能可配置反射陣面、控制器和先驗信道狀態信息寄存器和控制器；

所述車載智能可配置反射陣面中設置有多個反射陣元；

所述反射天線陣元，用于反射入射電磁波；

所述先驗信道狀態信息寄存器，用于預先存儲車輛行進路途沿線各位置處對應的先驗信道狀態信息；

所述控制器，分別與先驗信道狀態信息寄存器以及車載智能可配置反射陣面中的各個反射天線陣元連接，用于根據控制器所在的當前車輛所處的當前位置，從先驗信道狀態信息寄存器中獲取與當前位置對應的先驗信道狀態信息，并根據所獲取的先驗信道狀態信息，計算得到實時信道狀態信息和來波方向，再根據實時信道狀態信息計算得到與各個反射陣元對應的加權系數，并根據所對應的加權系數配置各個反射陣元的配置參數，使得整個車載智能可配置反射陣面的合成反射波指向車載接收機的接收天線。

較佳的，所述先驗信道狀態信息包括：服務基站信息和信道狀態信息。

較佳的，所述控制器用于將從先驗信道狀態信息寄存器中所獲取的先驗信道狀態信息作為初始值，通過計算得到實時信道狀態信息和來波方向。

較佳的，所述控制器用于從列車車地無線通信系統獲取精確的信道狀態信息。

較佳的，所述反射陣元的配置參數為反射陣元的反射相位、反射幅值、頻率和/或極化方向。

較佳的，所述車載智能可配置反射陣面設置在列車車頂。

本發明還提供了一種增強列車車地無線通信系統接收性能的方法，該方法包括如下步驟：

根據當前車輛所處的當前位置，獲取與當前位置對應的先驗信道狀態信息；