高铁lte网络应用中的多普勒频偏算法研究

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1、？．一．．、中图分类号：ＴＮ．９２９密４；公开ＵＤＣ：本校编号；讀州交遠乂＃工程硕±学位论文论文题目；高铁ＬＴＥ岡络应用中的多普勒频偏算法研究＇、ｉ＊气〔研究生姓名：田薇学号：０６１２１５５学校指导教师姓名；刘晚竭职称：争：授企业指导教师姓名；邱建兼；副教授职称申请学位工程领域名称：由子皂捕信工程论义提交日期２０１５．０６２０１５．０６：论义答辩曰期：独创性声明本人声明所呈交的学位论文是

2、本人在导师指导下进行的研巧工作和取得的研究成果，除了文中特别加标注和致谢之处外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研巧成果，也不包含获得兰州《通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名＞；签字曰期：共膊６月曰学位论文版权使用授权书、使用学位论文的规定本学位论文作者完全了解兰州巧通大学有关保留。特授权兰州《通大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采

3、用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）换学位论文作者签名：喊欲＾导师签名：系，啼签１字日期；如尽年ｂ月（ｔ月签字日期：＜＾＾＇年方月／／日工程硕士学位论文高铁LTE网络应用中的多普勒频偏算法研究ResearchontheDopplerFrequencyShiftAlgorithminLTENetworkforHigh-speedRailway作者姓名：田薇工程领域：电子与

4、通信工程研究方向：轨道交通通信学号：0612155校内导师：刘晓娟企业导师：邱建东完成日期：2015.06兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity兰州交通大学工程硕士学位论文摘要近年来，随着我国交通业的迅猛发展，高铁以其速度快价格低的特点快速发展着，并已成为人们差旅出行的首选。同时，随着智能终端技术的不断发展，乘客们在高铁上的数据通信应用也相继频繁，这对高速环境下无线通信的可靠性和有效性提出了新要求。在列车运行速度大于200km/h的环境下，如何保证手机通话和上网的质量，是对高端通

5、信技术在高铁上应用提出的一个全新的挑战。新一代通信技术LTE已日渐成熟，它具备更小的时延、更快的传输速率、更宽的频带以及更低的运营成本，兼容3G通信技术并对3G进行演进，已经成为目前移动宽带通信技术中最受关注的新技术，同时也成为高速铁路下一代通信网络的首选，它可以保证用户在高速移动状态下的通话和网络服务快速有效。然而，通过多普勒效应的概念可以知道，高速移动环境下的信号必然产生较大的多普勒频率偏移，而LTE上下行链路对频率偏移非常敏感，直接应用会导致各用户间传输信号混叠、用户间产生干扰等问题。因此，要将L

6、TE应用于高速铁路无线通信覆盖，必须先解决多普勒效应的频偏问题。本文首先分析了LTE通信网络及其核心关键技术，在研究了高速环境下引起的多普勒频移效应和高速无线信道的衰落特点的基础上，提出了一种基于Toeplitz循环前缀的多普勒频移算法，利用LTE循环前缀的变形提取信道信息，计算更可靠的频移量。另外，由于终端的高速移动使多普勒频移加大，引起严重的载波间串扰，所以本文还对信号的频移进行补偿，从而矫正各用户的传输信号，使信号间的干扰尽可能的排除，还原各信号本身，以保证用户的通信服务质量。最后，利用MATLA

7、B软件搭建了高速铁路通信系统仿真平台，在莱斯信道模型上，验证了频偏算法的有效性，并讨论了随之引起的突跳和信号间干扰等问题。仿真实验结果表明，在高速环境下本文的频偏算法是可靠且有效的，频偏的算法估计值与真实值基本吻合，最大的估计误差值不到50Hz，是载波频率参数2GHz的2.5%。高速铁路大信噪比的传输环境下，估计误差约为零，对信号进行有效补偿后，收发信号误差逼近于零。该算法有效提高了高铁环境下LTE的抗多普勒效应能力，从而保证高速铁路中LTE网络的用户通信质量。关键词：LTE技术；高速铁路；多普勒频移；

8、多用户干扰论文类型：应用技术研究-I-高铁LTE网络应用中的多普勒频偏算法研究AbstractInrecentyears,withtherapiddevelopmentofChina'stransportationindustry,thehigh-speedrailway,developedrapidlybyitshighspeedandlowprice,hasbecomethefirstchoiceforpeopletotravel.At