高速铁路lte系统可靠自适应传输技术研究

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1、国内图书分类号：TN929．5国际图书分类号：621．39西南交通大学研究生学位论文高速迭路坦星丕统亘靠自适应笾捡撞苤硒究年级三Q二二级姓名互送值申请学位级别工堂亟±专业：通值皇信息丕统指导老师友趄明教援二零一四年四月五日ClassifiedIndex：TN929．5U．D．C：621．39SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesis

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3、SYSTEMINHIGHSPEEDRAll月ⅢGrade：2011Candidate：HongweiShiAcademicDegreeAppliedfor：MasterDegreeofEngineeringSpeciality：CommunicationandInformationSystemSupervisor：XumingFang‘西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内

4、容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密∥使用本授权书。(请在以上方框内打“、／”)学位论文作者签名：名融书指导老师签名：—寺之QEl期：弘序．蟹．26日期：■b，P．』’．此西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1、详细描述了LTE铁路专用系统的业务模型，包括LTE基本承载的QoS实现和铁路专用业务的需求模型。分析并指出了铁路应用业务在传输过程中的不可靠因素，即现有QoS承载指标不适用性和高速移动导致

5、的误码率增加。2、针对现有QoS承载指标对铁路应用业务不适用问题，提出了一种区分业务的AMC．HARQ跨层设计方案，在自适应传输过程中关联业务类型，分别为铁路应用业务和LTE基本业务选择合适的传输模式。推导了系统平均误包率和频谱效率，并对方案进行了性能分析。3、考虑到高铁环境下确定的移动方向、相对稳定的移动速度及准确的移动台位置信息等特点，提出了一种基于有限状态Markov信道建模方法，并在此基础上分析了多普勒效应对误包率的影响，针对铁路应用业务提出了一种更加可靠的自适应传输方案，该方案能够很好的契合高铁信道实际情况，可有效地降低误码率。本人郑重声明

6、：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：膨咿日期：力怍．g--．“西南交通大学硕士研究生学位论文第l页摘要近几年，高速铁路在全球迅速发展，高铁通信既要为铁路应用业务的安全传输提供保障，又要为高铁上的旅客提供更加丰富多彩的多媒体业务。LTE系统具有更大的信道容量、更高的频谱利用率、更好的传输性能以及更强的抗干扰能力

7、，可以满足下一代铁路通信系统的需求。若目前铁路GSM．R系统演进到LTE铁路专用系统，链路层将沿用自适应调制与编码(AMC)技术和混合自动重传请求(HARQ)技术。AMC技术可以在保证一定的误码率要求的前提下获得最大的频谱效率，从而达到高数据速率和可靠通信的目的。HARQ技术通过重传的方式来实现可靠传输，将自动重传请求(ARQ)技术和前向纠错编码(FEC)技术有效地结合在一起。首先，本文详细描述了LTE铁路专用系统的业务模型，初步分析铁路应用中不同业务类型在传输质量、传输时延和可靠性性等方面的需求，并建立业务需求模型。在此基础上，分析并指出了铁路应用

8、业务在传输过程中的不可靠因素一现有QoS承载指标不适用性和高速移动导致的误码率增加。其次，针对现有QoS承载不适用的问题，本文提出了一种区分业务的联合HARQ的自适应调整编码跨层设计方案。针对铁路应用业务采用更低阶段的调制编码方式，同时在此基础上对系统的误码率和频谱效率进行了具体分析。仿真结果表明，本文提出的AMC．HARQ方案虽然牺牲了一定的频谱效率，但能够有效的提高铁路应用业务的可靠性，并且不会增加包时延。最后，为了降低高速移动对误码率的影响，本文针对高铁环境下的特点，提出了一种基于有限状态Markov信道建模方案和自适应传输方案。该模型能够很好

9、地刻画高铁环境下的时变信道，方案能够有效地降低多普勒效应造成的误码率，具有复杂度低、效率高等特点。关键词：L