TC5-WG9-2013-155Q-高速运动场景下TD-LTE性能研究报告V3.0-提交版.docVIP

高速运动场景下TD-LTE性能研究报告 Performance research of TD-LTE in High Speed Train conditions 2013年8月 目录 1 研究范围 3 2 规范性引用文件 3 3 定义和缩略语 3 4 背景和概述 3 4.1 产业背景 3 4.2 高速场景定义和描述 4 4.2.1 高速场景的速度 4 4.2.2 信道模型 4 4.3 高速场景下的性能指标 6 5 仿真平台简介 6 5.1 运行环境 7 5.2 仿真参数及流程 7 5.3 主要模块及关键算法 8 5.3.1 AMC机制 9 5.3.2 HARQ过程 12 5.3.3 多天线实现方案 12 5.3.4 导频映射 15 6 仿真结果及结论 17 6.1 高速场景下不同天线配置对性能的影响 18 6.2 高速场景下不同移动速度对性能的影响 21 6.3 高速场景下不同天线模式对性能的影响 24 6.4 结论 26 7 标准化建议及未来研究方向 27 研究范围 本文是对高速运动场景下TD-LTE性能的仿真研究报告，分析了高速场景的典型无线环境，物理层关键技术，仿真实现及仿真结果分析。希望能对我国TD-LTE产业在高铁等高速运动场景下的发展起到参考和推动作用。 本报告参考3gpp Release9相关协议。 规范性引用文件 [1] TS36.211 物理信道和调制 [2] TS36.212 复用和信道编码 [3] TS36.213 物理层过程 定义和缩略语 下列缩略语适合于本研究报告： AFC Automatic Frequency Control 自动频率校正 AOA Angle of Arrival 波束到达角 AMC Adaptive Modulation and Coding 自适应调制编码 HARQ Hybrid Automatic Repeat Request 混合自动重传请求 LOS Line of Sight 直视径 MIMO Multiple In Multiple Out 多输入输出系统 背景和概述 产业背景 近年来，中国的铁路事业得到迅猛发展。到2012年底，全国铁路营业里程达到9.8万公里，居世界第二位；高铁运营里程达到9356公里，居世界第一位。 目前我国建成和在建的高铁的最高车速一般在200km/h-300km/h之间，比如： 动车组时速300km/h 广珠高速铁路2010年建成最高时速250km/h； 京沪高速铁路设计最高运行时速350km，初期运营时速300km； 上海磁浮最高时速430公里； 为与实际情况相统一，以下研究报告中我们选取120km/h 、250km/h 和350km/h作为高速场景的典型速度。 信道模型 本平台仿真高速场景下不同多天线模式的性能，基站为4+4双极化天线，终端为2根垂直极化天线，天线间隔均为0.65个波长。为了考虑天线相关性对性能的影响，本平台采用基于SCM模型的SCME信道模型进行仿真，移动速度分别设为120km/h、250km/h和350km/h。 SCM模型有三种场景：urban macro, urban micro, suburban macro。每种场景中，都有固定的6条主径，每条主径有20条子径，每条主径对应各自的时延、功率、角度特性等。SCME模型是SCM的扩展模型，在SCM的基础上引入了中径和簇内参数。每条主径中的20条子径划分为3条中径，根据其簇内偏移，得到其时延、功率等参数。 利用固定参数法(加入了天线极化)产生SCME信道的步骤如下所示： 考虑实际情况，该高速信道适用urban macro模式； 确定基站和终端数目及其位置和直射路径LOS相对于BS和MS的方向和 ([-180°,180°]均匀分布)，终端运行速率v和运行方向([-180°,180°]均匀分布)； 查表得到各主径的延迟τn，根据中径在主径内的延迟偏移Δn,l，得到各中径的延迟τn,l=τn+Δn,l，并对延迟进行量化 查表得到各主径的相对功率Pn，根据各中径所包含的子径数，得到各中径的相对功率Pn,l，并归一化； 计算各子径的离开角：查表得到各主径的离开角，及各子径的相对角度偏移，则各子径的AoD为 ； 计算各子径的到达角：查表得到各主径的离开角，及各子径的相对角度偏移，则各子径的AoA为； 根据基站与终端的天线极化方式，生成极化相位偏移，以表示第n条主径的第m条子径在BS端的x部分(H或V)与MS端的y(H或V)部分之间的相对偏移。这是一个随机变量，在(0°,360°)均匀分布。 H、V与天线极化方式有关：若采用+/-45°交叉极化，H和V分别表示+/-45°两个方向；若采用垂直极化，则H表示水平方向，V表示垂直方向。 确定XPD功率