基于改进Jakes模型的高速铁路LTE系统信道建模.pdf

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强设计与实现;;;l;; 基于改进jakes模型的 高速铁路LTE系统信道建模六 何迪 上海交通大学电子工程系 包建飞 朱伏生 上海中兴通讯技术有限责任公司 【摘要】 随着LTE技术的日臻完善,其在高铁环境下的信道建模分析也日益重要。文章针对时速 超过300km/h情况下的高铁无线信道建模进行了分析与研究,对理想模型和Jakes模型进 行改进,使其更加符合高速运动的情况。仿真结果表明所建立的模型为一个平稳随机过 程,且信号包络服从瑞利均匀分布。 【关键词】 高速铁路LTE系统信道建模 1引言 到840Hz,对信道传输产生显著影响【4‘l。,高速铁路通 移动通信发展至今,经历了三代:第一代模拟通 常建设在郊区或农村空旷地带,车外的传播环境大多 信系统,第二代数字通信系统,第三代宽带数字通信 是典型的乡村信道场景。在终端和基站:之间存在较强 系统。第三代移动通信系统的数据传输速率有了大幅 的视距,多径的影响不大,且为大信噪I七环境,多普 提升,但是仍然无法满足现代生活对高速率多媒体通 勒频偏的影响较为突出。 ktI 信的需求,为此3GPP在2004年制定了长期演进计划基于此,本文通过分析常用的Jas信道仿真模 Term LTE(LongEvolution),以提供更高的带宽, 型,通过对理想模型与Jakes模型的对比得出Jakes信道 更低的时延,更可靠的通信质量”11。 模型在LTE系统高铁运行应用上的缺点与不足,并根 近些年来,高铁发展迅速,最高时速都超过了 据这些缺点对Jakes模型进行一定程度的改进,从而使 300km/h。由于高铁的LTE无线传播环境类似于农村 Jakes模型可以更加清晰准确地反映不同情况下高速铁 场景,反射体较少,直射路径为多,多普勒频率扩散 路LTE系统信道的各种特性。 不严重,但是多普勒频率偏移很严重。当中心频点为 2.6GHz,运动速度达到350km/h时,多普勒频偏将达 2高铁环境下的LTE的信道特性 2.1理想情况下的参考模型 +基金项目:中兴通讯产学研合作论坛合作项目 当前的移动通信传输系统,主要被分为马尔科 (011c111115(1008);上海交通大学sMc晨星计划 收稿日期:2()12一()8—3() 夫和散射两类信道模型。在一般的非高速运动情况下 责任编辑:陈雍君chenyon咖ln@mbcom.cnLTE系统信道建模分析中可以知道,在接收机中接收 201 oJ59 翥蓦蠹掳l2年第24期 万方数据 强滋;设计与实现{; 到的信号,是由很多个经历了不同路径环境的传播后 重要特性,本文必须对它的统计特性进行研究。 到达的信号平面波之间相互叠加产生的波,这个接收 (1)包络概率分布函数 到的信号可以表示为: 当接收信号满足式(7)一(10)的条件时,它的 胄D(f)=凰∑Gcos(哝H·%f+丸) (1) 包络函数可以表示为:

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