專利名稱：車地通信中基于列車速度和位置的信道估計(jì)和分集方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于列車在高速移動(dòng)環(huán)境下與地面基站之間的車地通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著高速鐵路的建設(shè)和發(fā)展，鐵路通信技術(shù)也在不斷更新，高速移動(dòng)環(huán)境下車 地通信系統(tǒng)引起了人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。高速列車上的旅客的通信需求以及列控(列車 運(yùn)行控制)信息的高效傳輸需求激增，對(duì)現(xiàn)有的通信系統(tǒng)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。高速移動(dòng)環(huán)境會(huì)給通信網(wǎng)絡(luò)帶來多普勒頻移、信道快速變化、頻繁的越區(qū)切換 等一系列問題。在高速鐵路場(chǎng)景下，較大的多普勒頻移和信道的快速變化對(duì)信道估計(jì)提 出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)需要在頻域上準(zhǔn)確的糾正多普勒頻偏，需要在時(shí)域上及時(shí)跟蹤信道的 變化。以LTE(Long Term Evolution，長期演進(jìn))系統(tǒng)為例，當(dāng)列車速度達(dá)到500km/h時(shí)， 最大多普勒頻移約為1kHz，而LTE中子載波間隔為15kHz，這將產(chǎn)生嚴(yán)重的子載波間干 擾，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的誤碼，影響通信系統(tǒng)的可靠性。此外，根據(jù)奈奎斯特采樣定理，在 多普勒頻偏達(dá)IkHz時(shí)，能恢復(fù)信道的最小采樣頻率為2kHz，也就是每隔0.5ms采樣一 次。這意味著在時(shí)域中每個(gè)子幀(Ims)需要采樣兩次，以便進(jìn)行正確估計(jì)信道。若采用 該方法，勢(shì)必降低通信系統(tǒng)的頻譜利用率，而且隨著列車運(yùn)行速度的增加其頻譜利用率 還將進(jìn)一步降低。信道估計(jì)精度主要受發(fā)射天線個(gè)數(shù)、接收天線個(gè)數(shù)、傳輸帶寬、載波頻率、小 區(qū)配置和基站與移動(dòng)臺(tái)間的相對(duì)速度的影響。具體影響通?？筛爬?1)載波頻率和 系統(tǒng)帶寬主要決定信道的散射特性；(2)小區(qū)部署和配置情況影響多徑、傳播延時(shí)和空 間相關(guān)性；(3)相對(duì)速度影響信道的多普勒頻移和時(shí)變特性。在高速車地通信場(chǎng)景下， 發(fā)射天線個(gè)數(shù)、接收天線個(gè)數(shù)、傳輸帶寬、載波頻率、小區(qū)配置和基站與移動(dòng)臺(tái)間的相 對(duì)速度均可準(zhǔn)確的提前獲知，利用這些信息可以獲得準(zhǔn)確的信道估計(jì)結(jié)果，從而更好地 改善系統(tǒng)性能。通過對(duì)現(xiàn)有專利及相關(guān)技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的高速移動(dòng)環(huán)境下車地通信中信 道估計(jì)和分集接收方法包括(1)基于移動(dòng)單元速度對(duì)頻率和時(shí)間跟蹤環(huán)路中的頻偏和定時(shí)偏移的補(bǔ)償(CN 1774875B)中提供了一種基于無線通信設(shè)備相對(duì)于基站的速度來調(diào)節(jié)通信接收機(jī)的方法 和裝置。該專利所提供的方法只是基于速度信息進(jìn)行頻偏估計(jì)和定時(shí)偏移而無法真實(shí)準(zhǔn) 確的反映信道的空間相關(guān)性、角度相關(guān)性，以及干擾等完整的信道狀態(tài)。并且估計(jì)頻偏 時(shí)，速度也只是影響因素之一，還是必須通過參考信號(hào)進(jìn)行復(fù)雜的頻偏估計(jì)運(yùn)算，其算 法流程長，復(fù)雜度高，運(yùn)算量大，而(超)高速移動(dòng)場(chǎng)景下的信道狀態(tài)隨時(shí)間的變化非常 快，采用該算法無法解決信道的時(shí)間選擇性問題。(2)頻偏糾正方法和設(shè)備(CN 101547062A)中根據(jù)接收到的當(dāng)前分組數(shù)據(jù)獲取用 戶在當(dāng)前分組數(shù)據(jù)中的頻域數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻數(shù)據(jù)；根據(jù)用戶在當(dāng)前分組數(shù)據(jù)中的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)以 及用戶在已經(jīng)過頻偏糾正的分組數(shù)據(jù)中的頻偏糾正結(jié)果，獲得用戶在當(dāng)前分組數(shù)據(jù)中的頻偏估計(jì)結(jié)果；根據(jù)頻偏估計(jì)結(jié)果對(duì)用戶當(dāng)前分組數(shù)據(jù)中的頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行頻偏糾正。該 專利也只專注于頻偏糾正，只涉及了信道估計(jì)中的一部分，另外該方案要先獲取當(dāng)前分 組數(shù)據(jù)中的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)(頻域參考信號(hào))，再根據(jù)導(dǎo)頻數(shù)據(jù)反向推導(dǎo)獲得頻偏估計(jì)，最后再 根據(jù)頻偏估計(jì)結(jié)果對(duì)用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行頻偏糾正。算法流程長，復(fù)雜度高，運(yùn)算量大，因此 無法解決信道的時(shí)間選擇性問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種車地通信中基于列車速度和位置的信道估計(jì)和分集 方法。該方法的復(fù)雜度低、效率高，信道估計(jì)結(jié)果精確、可靠。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的所采用的第一種技術(shù)方案是一種車地通信中基于列車 速度和位置的信道估計(jì)和分集方法，包括如下步驟A、車載臺(tái)和基站存儲(chǔ)信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息庫，該信息庫中包含列車運(yùn)行的速度信 息和位置信息所對(duì)應(yīng)的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息；B、車載臺(tái)獲取列車當(dāng)前的速度信息和位置信息，同時(shí)將速度信息和位置信息傳 送給基站；C、車載臺(tái)和基站根據(jù)當(dāng)前的速度信息和位置信息查詢信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息庫，獲 取對(duì)應(yīng)的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息作為初步信道估計(jì)信息；D、車載臺(tái)和基站在接收數(shù)據(jù)幀前，利用數(shù)據(jù)幀中的參考信號(hào)對(duì)當(dāng)前的初步信道 估計(jì)信息進(jìn)行驗(yàn)證，若驗(yàn)證結(jié)果在設(shè)定的誤差范圍內(nèi)，則將初步信道估計(jì)信息作為當(dāng)前 幀的最終信道估計(jì)結(jié)果，否則，進(jìn)行調(diào)整，將前一幀最終信道估計(jì)結(jié)果作為當(dāng)前幀的最 終信道估計(jì)結(jié)果；且將該信道估計(jì)結(jié)果替換車載臺(tái)和基站存儲(chǔ)的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息庫中 的相應(yīng)信息完成數(shù)據(jù)庫的更新，并確定相應(yīng)的分集接收方案；E根據(jù)D步中確定的信道估計(jì)結(jié)果和分集接收方案，調(diào)整車載臺(tái)和基站當(dāng)前幀 的數(shù)據(jù)處理方式和分集接收方案，進(jìn)行數(shù)據(jù)幀的接收。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明第一種技術(shù)方案的有益效果是本發(fā)明根據(jù)獲取到的列車當(dāng)前時(shí)刻的速度和位置信息，查詢出預(yù)存的信道狀態(tài) 經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫中當(dāng)前列車速度和位置所對(duì)應(yīng)的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息，以此信息作為初步信道 估計(jì)結(jié)果，再由參考信號(hào)進(jìn)行驗(yàn)證，若驗(yàn)證結(jié)果在設(shè)定的誤差范圍內(nèi)，將其作為最終信 道估計(jì)結(jié)果，若驗(yàn)證結(jié)果誤差大，則將與其相干性最強(qiáng)且已完成正常通信的前一幀的信 道估計(jì)結(jié)果作為最終信道估計(jì)結(jié)果。因此本發(fā)明方法無需進(jìn)行復(fù)雜的信道估計(jì)運(yùn)算，而 是根據(jù)驗(yàn)證和調(diào)整利用預(yù)存的當(dāng)前的或者前一幀的經(jīng)驗(yàn)信道估計(jì)數(shù)據(jù)，其復(fù)雜度大大降 低，獲得的信息多、效率高。由于在高速車地通信中，列車運(yùn)行在固定的軌道上，列車每次運(yùn)行到某一地點(diǎn) 時(shí)該地環(huán)境基本不變，其信道狀態(tài)信息不會(huì)發(fā)生大的變化。故本發(fā)明根據(jù)列車的當(dāng)前位 置和速度得到的這些預(yù)存信息能精確可靠的反映當(dāng)前的信道狀態(tài)信息。并且本發(fā)明對(duì)查 出的當(dāng)前位置的預(yù)存信息進(jìn)行了實(shí)施前的驗(yàn)證和調(diào)整，并根據(jù)調(diào)整結(jié)果對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行實(shí) 時(shí)更新，因此，本發(fā)明方法不僅復(fù)雜度低，而且信道估計(jì)結(jié)果精確、可靠。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的所采用的第二種技術(shù)方案是一種車地通信中基于列車 速度和位置的信道估計(jì)和分集方法，包括如下步驟
A、車載臺(tái)和基站存儲(chǔ)信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息庫，該信息庫中包含列車運(yùn)行的速度信 息和位置信息所對(duì)應(yīng)的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息；B、車載臺(tái)獲取列車當(dāng)前的速度信息和位置信息，同時(shí)將速度信息和位置信息傳 送給基站；C、車載臺(tái)和基站根據(jù)當(dāng)前的速度信息和位置信息查詢信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息庫，獲 取對(duì)應(yīng)的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息作為初步信道估計(jì)信息；D、車載臺(tái)有兩根天線分別安裝在列車的前端和后端，車載臺(tái)接收數(shù)據(jù)前，根據(jù) 前端天線接收到的當(dāng)前數(shù)據(jù)幀中的參考信號(hào)，驗(yàn)證初步信道估計(jì)結(jié)果，若驗(yàn)證結(jié)果在設(shè) 定的誤差范圍內(nèi)，將初步信道估計(jì)結(jié)果作為后端天線接收當(dāng)前數(shù)據(jù)幀的最終信道估計(jì)結(jié) 果；否則，車載臺(tái)根據(jù)前端天線接收到的參考信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，將信道估計(jì)結(jié)果作為 后端天線接收當(dāng)前數(shù)據(jù)幀的最終信道估計(jì)結(jié)果；且將該信道估計(jì)結(jié)果替換車載臺(tái)和基站 存儲(chǔ)的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息庫中的相應(yīng)信息完成數(shù)據(jù)庫的更新，并確定相應(yīng)的分集接收方 案；基站在接收數(shù)據(jù)幀前，利用數(shù)據(jù)幀中的參考信號(hào)對(duì)當(dāng)前的初步信道估計(jì)信息進(jìn) 行驗(yàn)證，若驗(yàn)證結(jié)果在設(shè)定的誤差范圍內(nèi)，則將初步信道估計(jì)信息作為當(dāng)前幀的最終信 道估計(jì)結(jié)果，否則，進(jìn)行調(diào)整，將前一幀最終信道估計(jì)結(jié)果作為當(dāng)前幀的最終信道估計(jì) 結(jié)果；且將該信道估計(jì)結(jié)果替換車載臺(tái)和基站存儲(chǔ)的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息庫中的相應(yīng)信息 完成數(shù)據(jù)庫的更新，并確定相應(yīng)的分集接收方案；E根據(jù)D步中確定的信道估計(jì)結(jié)果和分集接收方案，調(diào)整車載臺(tái)和基站當(dāng)前幀 的數(shù)據(jù)處理方式和分集接收方案，進(jìn)行數(shù)據(jù)幀的接收。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明第二種技術(shù)方案的有益效果是本發(fā)明的第二種技術(shù)方案為雙天線車載臺(tái)的方案，與單天線車載臺(tái)的第一種方 案基本一致，不同的是車載臺(tái)對(duì)查出的信道估計(jì)信息進(jìn)行驗(yàn)證的參考信號(hào)由前端天線 提供，而數(shù)據(jù)幀的接收由后端天線負(fù)責(zé)，若驗(yàn)證合格，直接采用查出的信道估計(jì)結(jié)果處 理由后端天線接收的數(shù)據(jù)幀，若驗(yàn)證不合格，車載臺(tái)根據(jù)前端天線的參考信號(hào)進(jìn)行信道 估計(jì)運(yùn)算，將運(yùn)算結(jié)果作為后端天線接收當(dāng)前數(shù)據(jù)幀的最終信道估計(jì)結(jié)果。由于預(yù)存信息與當(dāng)前的實(shí)際信道狀態(tài)在大多數(shù)情況下都是一致的，而不需要進(jìn) 行信道估計(jì)運(yùn)算，因此該方案同樣具備單天線方案所具備的運(yùn)算復(fù)雜度低，效率高，信 道估計(jì)結(jié)果精確可靠的優(yōu)點(diǎn)。即使需要進(jìn)行信道估計(jì)運(yùn)算，雖然此時(shí)刻的運(yùn)算復(fù)雜度高，但由于是利用前端 天線接收的參考信號(hào)進(jìn)行估計(jì)運(yùn)算，前端天線相對(duì)后端天線接收信號(hào)有一個(gè)提前的時(shí)間 量，足以保證車載臺(tái)信道估計(jì)結(jié)果對(duì)后端天線利用的實(shí)時(shí)性，有效地解決了信道的時(shí)間 選擇性問題，確保了信道估計(jì)結(jié)果的精確可靠。上述A步中的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息庫的初始信息是通過多次實(shí)地測(cè)量獲得。這樣 確保了數(shù)據(jù)庫中的初始信息的準(zhǔn)確性和可靠性。上述A步中的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息庫中存儲(chǔ)的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息包含信道的時(shí)域 響應(yīng)、頻域響應(yīng)、空間相關(guān)性、角度相關(guān)性，以及干擾信息。這樣數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的信息 包括了信道狀態(tài)信息的全部內(nèi)容，有利于全面反映信道狀態(tài)，使信道估計(jì)結(jié)果更全面、完善。
上述B步中車載臺(tái)獲取列車的速度信息和位置信息的具體方法是通過從列車 運(yùn)行控制系統(tǒng)中獲取；或者通過列車上安裝的速度傳感器獲得列車的速度信息，并通過 讀取軌道上的應(yīng)答器或者車載GPS獲得列車的位置信息。本發(fā)明通過這幾種方式可以簡(jiǎn)單、高效、準(zhǔn)確的獲得列車的位置信息和速度信 息。上述的B步中車載臺(tái)將速度信息和位置信息傳送給基站的時(shí)間間隔為列車運(yùn)行 50-100m的時(shí)間，在該時(shí)間段內(nèi)若速度變幅超過10%則即刻傳送速度信息和位置信息。 這樣本發(fā)明能實(shí)時(shí)精確的跟蹤信道的變化情況，避免由于瞬時(shí)速度變化過快所導(dǎo)致的信 道突變而帶來的信道估計(jì)偏差。下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一1. 一種車地通信中基于列車速度和位置的信道估計(jì)和分集方法，其步驟是A、車載臺(tái)和基站存儲(chǔ)信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息庫，該信息庫中包含列車運(yùn)行的速度信 息和位置信息所對(duì)應(yīng)的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息。本例中的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息庫的初始信息是通過多次實(shí)地測(cè)量獲得，信道狀態(tài) 經(jīng)驗(yàn)信息庫中存儲(chǔ)的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息包含信道的時(shí)域響應(yīng)、頻域響應(yīng)、空間相關(guān)性、 角度相關(guān)性，以及干擾信息。B、車載臺(tái)獲取列車當(dāng)前的速度信息和位置信息，同時(shí)將速度信息和位置信息傳 送給基站。車載臺(tái)獲取列車的速度信息和位置信息的具體方法可以是通過從列車運(yùn)行控 制系統(tǒng)中獲取；或者通過列車上安裝的速度傳感器獲得列車的速度信息，并通過讀取軌 道上的應(yīng)答器或者車載GPS獲得列車的位置信息。本例中車載臺(tái)將速度信息和位置信息傳送給基站的時(shí)間間隔為列車運(yùn)行 50-100m的時(shí)間，在該時(shí)間段內(nèi)若速度變幅超過10%則即刻傳送速度信息和位置信息。C、車載臺(tái)和基站根據(jù)當(dāng)前的速度信息和位置信息查詢信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息庫，獲 取對(duì)應(yīng)的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息作為初步信道估計(jì)信息；D、車載臺(tái)和基站在接收數(shù)據(jù)幀前，利用數(shù)據(jù)幀中的參考信號(hào)對(duì)當(dāng)前的初步信道 估計(jì)信息進(jìn)行驗(yàn)證，若驗(yàn)證結(jié)果在設(shè)定的誤差范圍內(nèi)，則將初步信道估計(jì)信息作為當(dāng)前 幀的最終信道估計(jì)結(jié)果，否則，進(jìn)行調(diào)整，將前一幀最終信道估計(jì)結(jié)果作為當(dāng)前幀的最 終信道估計(jì)結(jié)果；且將該信道估計(jì)結(jié)果替換車載臺(tái)和基站存儲(chǔ)的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息庫中 的相應(yīng)信息完成數(shù)據(jù)庫的更新，并確定相應(yīng)的分集接收方案；E根據(jù)D步中確定的信道估計(jì)結(jié)果和分集接收方案，調(diào)整車載臺(tái)和基站當(dāng)前幀 的數(shù)據(jù)處理方式和分集接收方案，進(jìn)行數(shù)據(jù)幀的接收。實(shí)施例二 1. —種車地通信中基于列車速度和位置的信道估計(jì)和分集方法，其步驟是A、車載臺(tái)和基站存儲(chǔ)信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息庫，該信息庫中包含列車運(yùn)行的速度信 息和位置信息所對(duì)應(yīng)的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息。
本例中的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息庫的初始信息是通過多次實(shí)地測(cè)量獲得，信道狀態(tài) 經(jīng)驗(yàn)信息庫中存儲(chǔ)的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息包含信道的時(shí)域響應(yīng)、頻域響應(yīng)、空間相關(guān)性、 角度相關(guān)性，以及干擾信息。B、車載臺(tái)獲取列車當(dāng)前的速度信息和位置信息，同時(shí)將速度信息和位置信息傳 送給基站。車載臺(tái)獲取列車的速度信息和位置信息的具體方法可以是通過從列車運(yùn)行控 制系統(tǒng)中獲??；或者通過列車上安裝的速度傳感器獲得列車的速度信息，并通過讀取軌 道上的應(yīng)答器或者車載GPS獲得列車的位置信息。本例中車載臺(tái)將速度信息和位置信息傳送給基站的時(shí)間間隔為列車運(yùn)行 50-100m的時(shí)間，在該時(shí)間段內(nèi)若速度變幅超過10%則即刻傳送速度信息和位置信息。C、車載臺(tái)和基站根據(jù)當(dāng)前的速度信息和位置信息查詢信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息庫，獲 取對(duì)應(yīng)的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息作為初步信道估計(jì)信息；D、車載臺(tái)有兩根天線分別安裝在列車的前端和后端，車載臺(tái)接收數(shù)據(jù)前，根據(jù) 前端天線接收到的當(dāng)前數(shù)據(jù)幀中的參考信號(hào)，驗(yàn)證初步信道估計(jì)結(jié)果，若驗(yàn)證結(jié)果在設(shè) 定的誤差范圍內(nèi)，將初步信道估計(jì)結(jié)果作為后端天線接收當(dāng)前數(shù)據(jù)幀的最終信道估計(jì)結(jié) 果；否則，車載臺(tái)根據(jù)前端天線接收到的參考信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，將信道估計(jì)結(jié)果作為 后端天線接收當(dāng)前數(shù)據(jù)幀的最終信道估計(jì)結(jié)果；且將該信道估計(jì)結(jié)果替換車載臺(tái)和基站 存儲(chǔ)的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息庫中的相應(yīng)信息完成數(shù)據(jù)庫的更新，并確定相應(yīng)的分集接收方 案；基站在接收數(shù)據(jù)幀前，利用數(shù)據(jù)幀中的參考信號(hào)對(duì)當(dāng)前的初步信道估計(jì)信息進(jìn) 行驗(yàn)證，若驗(yàn)證結(jié)果在設(shè)定的誤差范圍內(nèi)，則將初步信道估計(jì)信息作為當(dāng)前幀的最終信 道估計(jì)結(jié)果，否則，進(jìn)行調(diào)整，將前一幀最終信道估計(jì)結(jié)果作為當(dāng)前幀的最終信道估計(jì) 結(jié)果；且將該信道估計(jì)結(jié)果替換車載臺(tái)和基站存儲(chǔ)的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息庫中的相應(yīng)信息 完成數(shù)據(jù)庫的更新，并確定相應(yīng)的分集接收方案。E根據(jù)D步中確定的信道估計(jì)結(jié)果和分集接收方案，調(diào)整車載臺(tái)和基站當(dāng)前幀 的數(shù)據(jù)處理方式和分集接收方案，進(jìn)行數(shù)據(jù)幀的接收。本發(fā)明確定分集接收方案的方法為現(xiàn)有技術(shù)候選分集方案包括多徑分集接 收、多普勒分集接收、空間分集接收。以多普勒分集為例，如果信道估計(jì)結(jié)果發(fā)現(xiàn)此時(shí) 多普勒分集能獲得很好的分集增益，則加入多普勒分集接收。反之，如果采用多普勒分 集所需代價(jià)超過普勒分集所帶來的增益，將不采用多普勒分集接收，而是通過多普勒頻 偏糾正消除多普勒效應(yīng)的不利影響。
權(quán)利要求
1.一種車地通信中基于列車速度和位置的信道估計(jì)和分集方法，其步驟是A、車載臺(tái)和基站存儲(chǔ)信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息庫，該信息庫中包含列車運(yùn)行的速度信息和 位置信息所對(duì)應(yīng)的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息；B、車載臺(tái)獲取列車當(dāng)前的速度信息和位置信息，同時(shí)將速度信息和位置信息傳送給基站；C、車載臺(tái)和基站根據(jù)當(dāng)前的速度信息和位置信息查詢信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息庫，獲取對(duì) 應(yīng)的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息作為初步信道估計(jì)信息；D、車載臺(tái)和基站在接收數(shù)據(jù)幀前，利用數(shù)據(jù)幀中的參考信號(hào)對(duì)當(dāng)前的初步信道估計(jì) 信息進(jìn)行驗(yàn)證，若驗(yàn)證結(jié)果在設(shè)定的誤差范圍內(nèi)，則將初步信道估計(jì)信息作為當(dāng)前幀的 最終信道估計(jì)結(jié)果，否則，進(jìn)行調(diào)整，將前一幀最終信道估計(jì)結(jié)果作為當(dāng)前幀的最終信 道估計(jì)結(jié)果；且將該信道估計(jì)結(jié)果替換車載臺(tái)和基站存儲(chǔ)的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息庫中的相 應(yīng)信息完成數(shù)據(jù)庫的更新，并確定相應(yīng)的分集接收方案；E根據(jù)D步中確定的信道估計(jì)結(jié)果和分集接收方案，調(diào)整車載臺(tái)和基站當(dāng)前幀的數(shù) 據(jù)處理方式和分集接收方案，進(jìn)行數(shù)據(jù)幀的接收。
2.一種車地通信中基于列車速度和位置的信道估計(jì)和分集方法，其步驟是A、車載臺(tái)和基站存儲(chǔ)信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息庫，該信息庫中包含列車運(yùn)行的速度信息和 位置信息所對(duì)應(yīng)的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息；B、車載臺(tái)獲取列車當(dāng)前的速度信息和位置信息，同時(shí)將速度信息和位置信息傳送給 基站；C、車載臺(tái)和基站根據(jù)當(dāng)前的速度信息和位置信息查詢信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息庫，獲取對(duì) 應(yīng)的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息作為初步信道估計(jì)信息；D、車載臺(tái)有兩根天線分別安裝在列車的前端和后端，車載臺(tái)接收數(shù)據(jù)前，根據(jù)前端 天線接收到的當(dāng)前數(shù)據(jù)幀中的參考信號(hào)，驗(yàn)證初步信道估計(jì)結(jié)果，若驗(yàn)證結(jié)果在設(shè)定的 誤差范圍內(nèi)，將初步信道估計(jì)結(jié)果作為后端天線接收當(dāng)前數(shù)據(jù)幀的最終信道估計(jì)結(jié)果； 否則，車載臺(tái)根據(jù)前端天線接收到的參考信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，將信道估計(jì)結(jié)果作為后端 天線接收當(dāng)前數(shù)據(jù)幀的最終信道估計(jì)結(jié)果；且將該信道估計(jì)結(jié)果替換車載臺(tái)和基站存儲(chǔ) 的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息庫中的相應(yīng)信息完成數(shù)據(jù)庫的更新，并確定相應(yīng)的分集接收方案；基站在接收數(shù)據(jù)幀前，利用數(shù)據(jù)幀中的參考信號(hào)對(duì)當(dāng)前的初步信道估計(jì)信息進(jìn)行 驗(yàn)證，若驗(yàn)證結(jié)果在設(shè)定的誤差范圍內(nèi)，則將初步信道估計(jì)信息作為當(dāng)前幀的最終信道 估計(jì)結(jié)果，否則，進(jìn)行調(diào)整，將前一幀最終信道估計(jì)結(jié)果作為當(dāng)前幀的最終信道估計(jì)結(jié) 果；且將該信道估計(jì)結(jié)果替換車載臺(tái)和基站存儲(chǔ)的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息庫中的相應(yīng)信息完 成數(shù)據(jù)庫的更新，并確定相應(yīng)的分集接收方案；E根據(jù)D步中確定的信道估計(jì)結(jié)果和分集接收方案，調(diào)整車載臺(tái)和基站當(dāng)前幀的數(shù) 據(jù)處理方式和分集接收方案，進(jìn)行數(shù)據(jù)幀的接收。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是所述A步中的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息庫 的初始信息是通過多次實(shí)地測(cè)量獲得。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是所述A步中的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息庫中 存儲(chǔ)的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息包含信道的時(shí)域響應(yīng)、頻域響應(yīng)、空間相關(guān)性、角度相關(guān)性， 以及干擾信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是所述B步中車載臺(tái)獲取列車的速度 信息和位置信息的具體方法是通過從列車運(yùn)行控制系統(tǒng)中獲??；或者通過列車上安裝 的速度傳感器獲得列車的速度信息，并通過讀取軌道上的應(yīng)答器或者車載GPS獲得列車 的位置信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是所述的B步中車載臺(tái)將速度信息和 位置信息傳送給基站的時(shí)間間隔為列車運(yùn)行50-100m的時(shí)間，在該時(shí)間段內(nèi)若速度變幅 超過10%則即刻傳送速度信息和位置信息。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種車地通信中基于列車速度和位置的信道估計(jì)和分集方法，其做法主要是根據(jù)獲取到的列車當(dāng)前時(shí)刻的速度和位置信息，查詢出預(yù)存的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫中當(dāng)前列車速度和位置所對(duì)應(yīng)的信道狀態(tài)經(jīng)驗(yàn)信息，以此信息作為初步信道估計(jì)結(jié)果，再由參考信號(hào)進(jìn)行驗(yàn)證，若驗(yàn)證結(jié)果在設(shè)定的誤差范圍內(nèi)，將其作為最終信道估計(jì)結(jié)果，若驗(yàn)證結(jié)果誤差大，則將前一幀的信道估計(jì)結(jié)果作為最終信道估計(jì)結(jié)果。該方法的復(fù)雜度低、效率高，信道估計(jì)結(jié)果精確、可靠。
文檔編號(hào)H04B7/08GK102014084SQ20101054235
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者方旭明, 楊崇哲, 陸玲輝 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)