[發(fā)明專利]一種管隧道內(nèi)列車分布式天線系統(tǒng)的天線選擇方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110420827.8
• 申請日: 2021-04-19
• 公開（公告）號: CN113329415B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 虞凱;楊崗;陳昳;謝聯(lián)蓮;牟丹;楊捷;王業(yè)立;王富斌;李里;類先富;熊潔;段永奇;劉孜學(xué);蘇愷
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵二院工程集團有限責(zé)任公司
• 主分類號: H04W16/26
• 分類號: H04W16/26;H04W16/28;H04W36/00;H04W36/30;H04B17/309;H04B17/318;H04B17/336
• 代理公司: 四川力久律師事務(wù)所 51221
• 代理人: 馮精恒

1.一種管隧道內(nèi)列車分布式天線系統(tǒng)的天線選擇方法，其特征在于，包括：

S1：獲取所述分布式天線系統(tǒng)中相鄰遠(yuǎn)程天線單元的間距r，以及車載中繼的水平坐標(biāo)；其中，所述分布式天線系統(tǒng)包括若干個沿管隧道均勻分布的遠(yuǎn)程天線單元，所述車載中繼安裝在所述列車車頂中部；

S2：根據(jù)所述間距確定RAU合作集到所述車載中繼的下行通信系統(tǒng)的各態(tài)遍歷容量，并確定所述RAU合作集的最佳大小值K^*；其中，所述RAU合作集為被選擇用于與所述車載中繼進行通信的所述遠(yuǎn)程天線單元的合稱；

所述各態(tài)遍歷容量的計算公式為：

其中，C_erg(K,x)為所述各態(tài)遍歷容量，K為所述RAU合作集中所述遠(yuǎn)程天線單元的數(shù)量，x為所述車載中繼的水平坐標(biāo)，ρ為瑞利信道衰落系數(shù)，其概率密度函數(shù)為f(ρ)＝exp(-ρ),ρ≥0，snr_K(x)為所述車載中繼處接收到的有效信噪比；

所述最佳大小值K^*的計算公式為：

其中，r為所述分布式天線系統(tǒng)中相鄰遠(yuǎn)程天線單元的間距；

S3：根據(jù)所述水平坐標(biāo)，選擇距離所述水平坐標(biāo)最近的K^*個所述遠(yuǎn)程天線單元來組成RAU合作集；且每當(dāng)所述車載中繼沿軌道移動r距離后，沿所述列車的行進方向，斷開所述RAU合作集中的最后一個所述遠(yuǎn)程天線單元，并激活所述RAU合作集前方的第一個所述遠(yuǎn)程天線單元，將其加入所述RAU合作集，完成所述RAU合作集的更新。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管隧道內(nèi)列車分布式天線系統(tǒng)的天線選擇方法，其特征在于，所述遠(yuǎn)程天線單元采用毫米波定向天線；所述步驟S3中沿所述定向天線的輻射方向的相反方向選擇距離所述水平坐標(biāo)最近的K^*個所述遠(yuǎn)程天線單元組成RAU合作集。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種管隧道內(nèi)列車分布式天線系統(tǒng)的天線選擇方法，其特征在于，所述有效信噪比snr_K(x)的計算公式為：

其中γ_k(x)為所述車載中繼接收的所述RAU合作集中第k個所述遠(yuǎn)程天線單元的信噪比，snr_loss是高移動所致多普勒頻偏造成的接收信噪比損失。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種管隧道內(nèi)列車分布式天線系統(tǒng)的天線選擇方法，其特征在于，所述步驟S2中γ_k(x)的計算公式為：

且γ_k(x)的概率密度函數(shù)滿足以下公式：

其中，P為所述RAU合作集的總發(fā)射功率，在平均功率分配方案下，P_k為第k個所述遠(yuǎn)程天線單元的發(fā)射功率；表示陰影衰落，X_k服從(0,σ)正態(tài)分布，因此S_k服從對數(shù)正態(tài)分布；服從對數(shù)正態(tài)分布；L_k(x)是H_k上產(chǎn)生的大尺度路徑損耗；G_k為毫米波定向天線增益；N₀是噪聲功率譜密度；h_k是H_k上產(chǎn)生的瑞利衰落，其包絡(luò)服從Rayleigh分布，|h_k|²服從自由度為2的χ²分布，