[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

说明书

本发明公开了一种用于轨道交通高速移动场景的信道估计与均衡方法，该方法的步骤包括：获取列车当前位置S1、构建列车预测位置的信道模型S2、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S3、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S4和根据步骤S4确定的预测位置的实际冲击响应，进行信道均衡S5。本发明所述技术方案结合轨道交通场景和信道建模，通过对列车移动位置处的已知信道模型进行信道估计，信道估计的时延非常短，且估计精度高，适合于高速移动、复杂场景下的精确信道估计与均衡。

技术领域

本发明涉及无线移动通信技术领域，特别是涉及一种用于轨道交通高速移动场景的信道估计与均衡方法。

背景技术

随着铁路、地铁、城际铁路，尤其是高速铁路等轨道交通系统的快速发展，为列车乘客提供可靠、实时、高效的宽带无线网络服务，已成为国内外宽带移动通信研究的热点。然而，由于高速移动和轨道交通复杂场景(高架桥、路堑、隧道、编组站、铁路枢纽等)带来的信道快速时变会对传输的列车控制信号造成畸变。如果不对该信道畸变进行均衡或补偿则会严重影响接收端的信号恢复，影响行车安全。因此，信道估计技术对于用于传输列车控制信息以及确保列车安全运营的轨道交通系统意义重大。

信道估计的方法主要分为三类：非盲信道估计、盲信道估计和半盲信道估计。非盲信道估计方法又分为基于训练序列和基于导频的方法。根据导频插入方式的不同，可将导频分为块状导频、梳状导频、格状导频等。信道估计的准则大致有3种：最小二乘(LS)算法、最小均方误差(MMSE)算法和最大似然(ML)算法。盲信道估计是基于传输信息符号的特性及统计特征进行估计，在提高通信系统的容量和可靠性方面有潜力，但收敛速度较慢。而半盲信道估计是在数据传输效率和收敛速度之间做一个折中，即采用较少的训练序列来获得信道的信息。

基于上述方法，传统移动通信场景中的终端移动速度较低，有足够时间获取及跟踪信道同步进而实现信道估计。但在高速移动条件下，要求在极短时间内实现快速同步捕获以及精确的信道估计。传统的适合于中低速移动场景的信道估计技术不适合于高速移动场景。而现有的适合于高速移动场景的信道估计与均衡技术，基于信道状态信息的准确获取或基于导频在频域进行估计和内插，信道状态信息在高速移动状态下会很快过时；大量插入的导频会使估计时延大大增加。这些方法仍然存在进行信道估计的复杂度较高、信道估计的延迟时间长、高速移动状态下无法及时跟踪信道变化、复杂场景下在极短时间内难以得到精确信道估计与均衡等问题。这些方法往往需要在估计精度和估计时间上有所折中。

因此，需要提供一种能够适合于高速移动、复杂场景下的精确信道估计与均衡的信道估计方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于轨道交通高速移动场景的信道估计与均衡方法，结合轨道交通场景和信道建模，通过对列车移动位置处的已知信道模型进行信道估计，降低信道估计的时延，提高估计精度，同时，适合于高速移动、复杂场景下的精确信道估计与均衡。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种用于轨道交通高速移动场景的信道估计与均衡方法，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；

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；

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；

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。

优选的，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；