[发明专利]一种用于轨道交通高速移动场景的信道估计与均衡方法

权利要求书

1.一种用于轨道交通高速移动场景的信道估计与均衡方法，其特征在于，该方法的步骤包括：

S1、获取列车当前位置；

S2、构建列车预测位置的信道模型，

其中，所述步骤S2包括：S21、确定电磁波信号由步骤S1得到的列车当前位置与地面基站之间所有传播路径；S22、利用电磁波传输的路径损耗公式计算每一条传播路径的传输损耗：PL(dB)＝△₁+74.52+26.16log₁₀(f)-13.82log₁₀(h_b)-3.2log₁₀(11.75h_m)²+[44.9-6.55log₁₀(h_b)+△₂]log₁₀(D)，其中，f表示工作频段，h_b和h_m分别表示基站天线有效高度和列车天线有效高度，D表示列车当前位置与地面基站之间传输路径的距离，△₁和△₂是与传输环境相关的常数；S23、计算每一条传播路径的传输延时；S24、基于每条传输路径的能量损耗和传输时延，构建出预测位置的信道模型；

S3、基于列车的当前位置，确定列车预测位置信道的基础冲击响应，

其中，所述步骤S3包括：预先将列车每个运行位置相对应的基础参数存入信道数据库中；基于列车预测位置的信道模型和列车的当前位置，从信道数据库中读取相对应的基础参数，估计出列车预测位置信道的基础冲击响应；

S4、对预测位置信道响应的变化量进行跟踪，并快速估计出预测位置实际的信道冲击响应，

其中，所述步骤S4包括：S41、基于在信道中传播的导频信号的接收序列，利用最小均方误差准则对导频点处信道响应进行估计；S42、利用插值算法获得信道内所有点的响应，即预测位置信道响应的变化量；S43、估计出预测位置实际的信道冲击响应：预测位置实际的信道冲击响应＝预测位置信道的基础冲击响应+预测位置信道响应的变化量；

S5、根据步骤S4确定的预测位置的实际冲击响应，进行信道均衡。

2.根据权利要求1所述的信道估计与均衡方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

S11、设置在地面基站的应答器将自己的ID发送至列车；

S12、测量列车与所述地面基站的相对位置；

S13、确定列车当前位置P₁：P₁＝应答器ID+列车与所述地面基站的相对位置。

3.根据权利要求2所述的信道估计与均衡方法，其特征在于，利用设置在列车上的轮轨测距仪测量列车与所述地面基站的相对位置。

4.根据权利要求1所述的信道估计与均衡方法，其特征在于，所述基础参数包括：列车每个运行位置相对应信道的多径个数以及各径的时延和平均能量数据。

5.根据权利要求1所述的信道估计与均衡方法，其特征在于，所述步骤S5包括

将列车运行过程中，所有子信道记为：y_i＝H_ix_i+w_i；

利用最小均方误差准则对信道进行均衡，即

minE{(g_iy_i-x_i)^H(g_iy_i-x_i)}，

则有，

其中，g_i为均衡系数，σ_n²为噪声方差，为均衡输出，i表示子信道序号，H_i表示第i个子信道的信道矩阵，x_i表示第i个子信道传输的信息符号，y_i表示在接收端第i个子信道收到的信息符号，w_i表示在接收端第i个子信道收到的高斯噪声，σ_s²表示信号功率。