太阳城集团

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高速铁路多RRU场景下移动RELAY接收方法与装置.pdf

摘要
申请专利号:

太阳城集团CN201210194503.8

申请日:

2012.06.13

公开号:

太阳城集团CN102739298B

公开日:

2015.01.28

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H04B 7/08申请日:20120613|||公开
IPC分类号: H04L27/26; H04B7/08 主分类号: H04L27/26
申请人: 西安电子科技大学
发明人: 任光亮; 翟万涛; 杨丽花; 张会宁
地址: 710071 陕西省西安市太白南路2号
优先权:
专利代理机构: 陕西电子工业专利中心 61205 代理人: 田文英;王品华
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法律状态
申请(专利)号:

CN201210194503.8

授权太阳城集团号:

102739298B||||||

法律状态太阳城集团日:

太阳城集团2015.01.28|||2012.12.12|||2012.10.17

法律状态类型:

太阳城集团授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明公开一种高速铁路多RRU场景下移动Relay接收方法与装置,主要解决现有技术中高速移动带来的多普勒频偏恶化Relay接收性能的问题。本发明的接收方法包括:(1)接收信号;(2)预处理;(3)DOA估计;(4)计算波束成形系数;(5)信号分离;(6)消除频偏影响;(7)消除信道影响;(8)合并;(9)后处理。本发明的接收装置包括阵列天线接收模块,预处理模块,DOA估计模块,信号分离模块,后处理模块,信号合并处理模块。本发明能够消除移动Relay接收时不同多普勒频偏带来的影响,适用于LTE等无线传输系统在高速铁路多RRU场景下的信号接收过程。

权利要求书

1.一种高速铁路多RRU场景下移动Relay接收装置,包括6个模块:阵列天
线接收模块,预处理模块,DOA估计模块,信号分离模块,后处理模块,信号合并
处理模块,各模块之间通过信号总线相连,其中:
所述的阵列天线接收模块,用于同时接收来自多个射频拉远模块RRU发送的射
频信号;
所述的预处理模块,用于对射频信号进行二次下变频处理,得到基带时域接收
信号;
所述的DOA估计模块,用于由基带时域接收信号估计得到各个射频拉远模块
RRU信号的直射LOS分量的到达角DOA;
所述的信号分离模块,用于波束成形系数的计算和各个射频拉远模块RRU信号
的分离;
所述的后处理模块,用于消除频偏和信道对信号的影响;
所述的信号合并处理模块,用于对均衡后各个射频拉远模块RRU信号进行合
并、解调、译码操作,恢复原始发送信号。
2.根据权利要求1所述的一种高速铁路多RRU场景下移动Relay接收装置,
其特征在于,所述的信号分离模块包括波束成形系数计算单元和波束成形操作单元,
波束成形系数计算单元用于计算各个射频拉远模块RRU的波束成形系数,波束成形
操作单元用于分离各个射频拉远模块RRU信号。
3.根据权利要求1所述的一种高速铁路多RRU场景下移动Relay接收装置,
其特征在于,所述的后处理模块包括频偏估计与补偿单元、快速傅里叶变换FFT单
元和信道估计与均衡单元,频偏估计与补偿单元用于对分离出的各个射频拉远模块
RRU信号进行频偏估计与补偿,快速傅里叶变换FFT单元用于FFT运算,信道估
计与均衡单元用于对各个频偏补偿后信号进行信道估计与均衡。
4.根据权利要求1所述的一种高速铁路多RRU场景下移动Relay接收装置,
其特征在于,所述的信号合并处理模块,包括信号合并单元和解调译码单元,信号
合并单元用于对均衡后各个射频拉远模块RRU信号进行合并,解调译码单元用于对
合并后信号进行解调、译码处理,恢复原始发送信号。
5.一种高速铁路多RRU场景下移动Relay接收方法,其步骤包括如下:
(1)接收信号
阵列天线接收模块配置的阵列天线同时接收来自多个多射频拉远模块RRU发
送的射频信号;
(2)预处理
预处理模块对射频信号进行二次下变频处理,得到基带时域接收信号;
(3)DOA估计
DOA估计模块由基带时域接收信号估计得到各个射频拉远模块RRU信号的直
射LOS分量的到达角DOA;
(4)计算波束成形系数
4a)信号分离模块的波束成形系数计算单元根据下式计算各射频拉远模块RRU
信号的导向矢量:
a(θp)=[1,exp(-jπsinθp),...,exp(-jπ(Q-1)sinθp)]T
其中,a(θp)表示第p个射频拉远模块RRU信号的导向矢量,θp表示估计得到
的第p个射频拉远模块RRU信号直射LOS分量到达角DOA,p表示射频拉远模块
RRU标号,j表示exp(·)表示指数运算,Q表示天线阵元数,[·]T表示取转
置操作;
4b)信号分离模块的波束成形系数计算单元根据下式计算波束成形系数:
W p H a q = 1 , p = q 0 , p q ]]>
其中,wp表示第p个射频拉远模块RRU的波束成形系数,p表示射频拉远模
块RRU标号,[·]H表示取共轭转置操作,aq表示第q个射频拉远模块RRU的导向
矢量,q表示射频拉远模块RRU标号;
(5)信号分离
信号分离模块的波束成形操作单元通过下式分离出来自各个射频拉远模块RRU
的信号:
y p = W p H y ]]>
其中,yp表示分离出的第p个射频拉远模块RRU的信号,p表示射频拉远模
块RRU标号,wp表示第p个射频拉远模块RRU的波束成形系数,[·]H表示取共轭
转置操作,y表示预处理后得到的基带时域接收信号;
(6)消除频偏影响
6a)后处理模块的频偏估计与补偿单元对分离出的各个射频拉远模块RRU信号
进行频偏估计,得到各个射频拉远模块RRU信号的归一化频偏值;
6b)后处理模块的频偏估计与补偿单元对进行分离出的各个射频拉远模块RRU
信号按照频偏补偿方法进行频偏补偿;
(7)消除信道影响
7a)后处理模块的快速傅里叶变换FFT单元对频偏补偿后信号做快速傅里叶变
换FFT运算,将信号从时域变换到频域;
7b)后处理模块的信道估计与均衡单元对在频域信号进行信道估计,得到信道
频域特性;
7c)后处理模块的信道估计与均衡单元对频域信号按照破零ZF均衡方法进行信
道均衡;
(8)合并
8a)信号合并处理模块的信号合并单元根据合并准则计算合并系数;
8b)信号合并处理模块的信号合并单元对均衡后的各个频域信号按下式进行合
并操作:
M = Σ p = 1 P c p Z p ]]>
其中,M表示合并后频域信号,∑(·)表示求和操作,cp表示第p个射频拉远
模块RRU信号的合并系数,p表示射频拉远模块RRU标号,Zp表示第p个射频
拉远模块RRU均衡后的频域信号,P表示同时接收的全部射频拉远模块RRU的数
目;
(9)后处理
信号合并处理模块的解调译码单元对合并后的频域信号进行解调、译码,恢复
原始发送数据。
6.根据权利要求5所述的一种高速铁路多RRU场景下移动Relay接收方法,
其特征在于,步骤(1)所述的Relay端配置的阵列天线可以采用等距线阵、均匀圆
阵、L-型阵列、平面阵,且阵列天线各个阵元的接收信号均为多个RRU发送信号的
复合信号。
7.根据权利要求5所述的一种高速铁路多RRU场景下移动Relay接收方法,
其特征在于,步骤(3)所述的DOA估计方法可以采用多信号分类MUSIC算法、
借助旋转不变技术估计信号参数ESPRIT算法、高阶矩算法、空间平滑算法。
8.根据权利要求5所述的一种高速铁路多RRU场景下移动Relay接收方法,
其特征在于,步骤6b)所述的频偏补偿方法,根据下式进行操作:
x(n)=y(n)exp[-j2πεn/N]
其中,x(n)表示频偏补偿后信号,n表示时域信号点数,y(n)表示分离出的信
号,exp(·)表示指数运算,j表示ε表示估计得到的归一化频偏值,N表示快
速傅里叶变换FFT的长度。
9.根据权利要求5所述的一种高速铁路多RRU场景下移动Relay接收方法,
其特征在于,步骤7c)所述的破零ZF均衡方法,根据下式进行操作:
Z p ( m , l ) = Y p ( m , l ) H p ( m , l ) ]]>
其中,Zp(m,l)表示第p个射频拉远模块RRU第m个正交频分复用OFDM符
号第l个子载波的均衡后信号,p表示射频拉远模块RRU标号,m表示正交频分复
用OFDM符号标号,l表示子载波位置标号,Yp(m,l)表示第p个射频拉远模块RRU
第m个正交频分复用OFDM符号第l个子载波上的频域接收信号,Hp(m,l)表示估
计得到的第p个射频拉远模块RRU第m个正交频分复用OFDM符号第l个子载波上
的频域信道特性。
10.根据权利要求5所述的一种高速铁路多RRU场景下移动Relay接收方法,
其特征在于,步骤8a)所述的合并准则可以采用最大比合并、等增益合并、选择式
合并,其中:
最大比合并是根据下式计算合并系数:
c p = H p Σ i = 1 P | H i | 2 ]]>
其中,cp表示计算出的第p个射频拉远模块RRU信号的合并系数,p表示射频
拉远模块RRU标号,Hp表示估计得到的第p个射频拉远模块RRU信号的信道频域
特性,Hi表示估计得到的第i个射频拉远模块RRU信号的信道频域特性,i表示射
频拉远模块RRU标号,∑(·)表示求和操作,|·|表示求绝对值操作,[·]2表示求平方
操作,P表示同时接收的全部射频拉远模块RRU的数目;
等增益合并根据下式计算系数:
c p = 1 P , p = 1,2 , · · · , P ]]>
其中,cp表示计算出的第p个射频拉远模块RRU信号的合并系数,p表示射频
拉远模块RRU标号,P表示同时接收的全部射频拉远模块RRU的数目;
选择式合并根据下式计算系数:

其中,cp表示计算出的第p个射频拉远模块RRU信号的合并系数,p表示射频
拉远模块RRU标号。

说明书

高速铁路多RRU场景下移动Relay接收方法与装置

技术领域

本发明属于通信技术领域,更进一步涉及正交频分复用/正交频分多址
OFDM/OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing/Orthogonal Frequency 
Division Multiplexing Access)系统中一种高速铁路多射频拉远模块RRU(Radio 
Remote Unit)场景下移动中继(Relay)接收方法与装置。本发明可用于长期演进计
划LTE(Long Term Evolution)等无线传输系统在高速铁路下移动Relay或用户终端
的信号接收处理过程,实现信号的高质量接收。

背景技术

随着高速铁路的不断建成、开通与使用,新一代移动通信系统需要与高速移动的
用户之间进行高速太阳城集团传输。同静止状态或低速状态下的通信相比,高速移动状态下
的高速太阳城集团传输将面临更多的困难。在高速移动环境下,由于移动终端具有高的移动
速度,这将引入大的多普勒频偏。高速铁路场景的无线传播环境类似农村场景,反射
体较少,直射路径占优,因此这个大的多普勒频偏将会引起接收信号的直射分量LOS
(Line-of-Sight)出现大的频率偏移和散射分量发生快速变化。

在高铁场景下,为了增大小区尺寸与减小小区切换次数,每个小区均采用了
RRU,且多RRU的使用还可以有效地提高信噪比、减小其变化的动态范围,实现数
据的平稳传输。在多RRU场景下的下行链路中,若采用传统的RRU直接与列车中
每个用户通信的方式,由于列车车皮对发射信号的严重损耗将使得RRU需用很大的
发射功率来发射信号。为了降低RRU的发射功率,通常在列车顶部安装中继Relay,
通过该Relay实现接收与转发多RRU信号的功能,即实现RRU-Relay-用户之间的通
信,RRU与Relay之间的通信性能直接决定高铁移动场景下用户通信业务的性能。

在高速铁路多RRU场景下行传输链路中,多个RRU发射的信号将经过不同信
道带有不同多普勒频偏到达接收端,且由于列车相对于多个RRU的移动方向不同,
接收信号中的多个多普勒频偏将带有不同的极性,因此接收信号是一个带有多个不同
极性多普勒频偏的复合信号。如何有效对该复合信号进行处理,从中恢复原始发送信
号成为高铁多RRU环境下移动Relay面临的问题。

传统Relay接收端的处理方案包括如下步骤:第一,接收端天线同时接收来自各
个RRU的射频信号;第二,对接收到的射频信号二次下变频处理,得到基带时域接
收信号;第三,对基带时域接收信号进行多普勒频偏估计与补偿;第四,对频偏补偿
后信号进行快速傅里叶变换FFT(Fast Fourier Transform),将信号变换到频域,并对
频域信号进行信道估计与均衡;第五,对信道均衡后信号进行解调、译码等处理,恢
复原始发送信号。该方法存在的不足之处在于:由于多RRU场景下的Relay接收信
号中带有多个不同极性的多普勒频偏,使得该接收处理方案在第三步中直接对时域复
合信号进行频偏估计和补偿操作,无法有效的估计并补偿掉接收信号中的各个频偏
值,残余频偏对信号后续处理带来很大干扰,导致系统性能严重恶化。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足,提供一种高速铁路多RRU场景下
移动Relay接收方法与装置,采用智能天线的信号处理方式,将Relay接收信号的多
个不同多普勒频偏分别加以估计和补偿,有效地消除各个多普勒频偏带来的影响,改
善系统的性能。

为了实现上述目的,本发明方法的思路是:首先在Relay接收端采用阵列天线来
接收来自各个RRU的信号,采用智能天线的波束成形技术将来自各个RRU带有不
同多普勒频偏的复合信号分离成多个带有单一频偏的信号;然后对分离后的信号分别
进行频偏估计与补偿、信道估计与均衡处理;最后将均衡后的各个信号进行合并,将
合并后信号进行解调、译码处理,恢复原始发送信号。

本发明的装置包括6个模块:阵列天线接收模块,预处理模块,DOA估计模块,
信号分离模块,后处理模块,信号合并处理模块,各模块之间通过信号总线相连,其
中:阵列天线接收模块,用于同时接收来自多个射频拉远模块RRU发送的射频信号;
预处理模块,用于对射频信号进行二次下变频处理,得到基带时域接收信号;DOA
估计模块,用于由基带时域接收信号估计得到各个射频拉远模块RRU信号的直射
LOS分量的到达角DOA;信号分离模块,用于波束成形系数的计算和各个射频拉远
模块RRU信号的分离;后处理模块,用于消除频偏和信道对信号的影响;信号合并
处理模块,用于对均衡后各个射频拉远模块RRU信号进行合并、解调、译码操作,
恢复原始发送信号。

本发明方法的实现步骤如下:

(1)接收信号

阵列天线接收模块配置的阵列天线同时接收来自多个多射频拉远模块RRU发送
的射频信号。

(2)预处理

预处理模块对射频信号进行二次下变频处理,得到基带时域接收信号。

(3)DOA估计

DOA估计模块由基带时域接收信号估计得到各个射频拉远模块RRU信号的直射
LOS分量的到达角DOA。

(4)计算波束成形系数

4a)信号分离模块的波束成形系数计算单元根据下式计算各射频拉远模块RRU
信号的导向矢量:

a(θp)=[1,exp(-jπsinθp),...,exp(-jπQ-1)sinθp)]T

其中,a(θp)表示第p个射频拉远模块RRU信号的导向矢量,θp表示估计得到
的第p个射频拉远模块RRU信号直射LOS分量到达角DOA,p表示射频拉远模块
RRU标号,j表示exp(·)表示指数运算,Q表示天线阵元数,[·]T表示取转置
操作;

4b)信号分离模块的波束成形系数计算单元根据下式计算波束成形系数:

W p H a q = 1 , p = q 0 , p q ]]>

其中,wp表示第p个射频拉远模块RRU的波束成形系数,p表示射频拉远模块
RRU标号,[·]H表示取共轭转置操作,aq表示第q个射频拉远模块RRU的导向矢量,
q表示射频拉远模块RRU标号。

(5)信号分离

信号分离模块的波束成形操作单元通过下式分离出来自各个射频拉远模块RRU
的信号:

y p = W p H y ]]>

其中,yp表示分离出的第p个射频拉远模块RRU的信号,p表示射频拉远模块
RRU标号,wp表示第p个射频拉远模块RRU的波束成形系数,[·]H表示取共轭转置
操作,y表示预处理后得到的基带时域接收信号。

(6)消除频偏影响

6a)后处理模块的频偏估计与补偿单元对分离出的各个射频拉远模块RRU信号
进行频偏估计,得到各个射频拉远模块RRU信号的归一化频偏值;

6b)后处理模块的频偏估计与补偿单元对进行分离出的各个射频拉远模块RRU
信号按照频偏补偿方法进行频偏补偿。

(7)消除信道影响

7a)后处理模块的快速傅里叶变换FFT单元对频偏补偿后信号做快速傅里叶变
换FFT运算,将信号从时域变换到频域;

7b)后处理模块的信道估计与均衡单元对在频域信号进行信道估计,得到信道频
域特性;

7c)后处理模块的信道估计与均衡单元对频域信号按照破零ZF均衡方法进行信
道均衡。

(8)合并

8a)信号合并处理模块的信号合并单元根据合并准则计算合并系数;

8b)信号合并处理模块的信号合并单元对均衡后的各个频域信号按下式进行合并
操作:

M = Σ p = 1 P c p Z p ]]>

其中,M表示合并后频域信号,∑(·)表示求和操作,cp表示第p个射频拉远模
块RRU信号的合并系数,p表示射频拉远模块RRU标号,Zp表示第p个射频拉远
模块RRU均衡后的频域信号,P表示同时接收的全部射频拉远模块RRU的数目。

(9)后处理

信号合并处理模块的解调译码单元对合并后的频域信号进行解调、译码,恢复原
始发送数据。

本发明与现有技术相比具有如下优点:

第一,本发明方法使用智能天线的信号处理方式将来自不同RRU带有不同频偏
的合并信号分离成带有单一频偏的信号,对各个频偏值分别加以估计与补偿,克服了
现有技术中多普勒频偏对Relay接收带来的影响,使得本发明实现高速铁路下信号的
稳定接收。

第二,本发明装置信号分离模块将来自不同RRU的信号有效地分离,然后对分
离出来的频偏补偿后的不同RRU信号在频域进行合并,与现有技术只对复合信号进
行处理相比,本发明实现了高速铁路下高精度的信号接收。

附图说明

图1为本发明的流程图;

图2为本发明的装置方框图;

图3为本发明方案与现有接收方案的误码率性能对比仿真图;

图4为本发明在不同信道莱斯因子下误码率性能对比仿真图。

具体实施方式

下面结合附图2的装置方框图对本发明如附图1的流程图作进一步的描述。

本发明的装置包括6个模块:阵列天线接收模块,预处理模块,DOA估计模块,
信号分离模块,后处理模块,信号合并处理模块,各个模块之间通过信号总线相连,
各个模块对应完成以下步骤中的特定功能。

步骤1,接收信号

阵列天线接收模块配置的阵列天线同时接收来自多个多射频拉远模块RRU发送
的射频信号。阵列天线接收模块配置的阵列天线可以采用等距线阵、均匀圆阵、L-
型阵列、平面阵,且阵列天线各个阵元的接收信号均为多个RRU发送信号的复合信
号。

步骤2,预处理

预处理模块对射频信号进行二次下变频处理,得到基带时域接收信号。

步骤3,DOA估计

DOA估计模块由基带时域接收信号估计得到各个射频拉远模块RRU信号的直射
LOS分量的到达角DOA。

DOA估计模块采用的DOA估计方法可以为多信号分类MUSIC算法、借助旋转
不变技术估计信号参数ESPRIT算法、高阶矩算法、空间平滑算法。本发明的实施例
采用多信号分类MUSIC算法,具体过程如下:

按照下式计算接收信号矢量的自相关矩阵:

R=E[rrH]

其中,R表示接收信号矢量的自相关矩阵,E(·)表示取平均运算,r表示基带时
域接收信号矢量,[·]H表示取共轭转置操作。

对自相关矩阵进行特征值分解,所分解得到的特征值由大到小排列为
λ1≥λ2≥...≥λP≥λP+1...≥λQ,分解结果如下:

R=U∑uUH+V∑vVH

其中,R表示接收信号矢量的自相关矩阵,U表示由P个较大特征值对应的特
征矢量张成的信号子空间,P表示同时接收的全部射频拉远模块RRU的数目,∑u表
示P个较大的特征值构成的对角阵,u代表信号,[·]H表示取共轭转置操作,∑v表
示Q-P个较小的特征值构成的对角阵,v代表噪声,Q表示天线阵元数,V表示
由Q-P个较小特征值所对应的特征矢量张成的噪声子空间。

按照下式构建谱函数:

P ( θ ) = 1 a H ( θ ) VV H a ( θ ) ]]>

其中,P(θ)表示构建的谱函数,θ表示0度到360度范围内任一角度值,a(θ)
表示与天线配置有关的角度导向矢量,[·]H表示取共轭转置操作,V表示噪声子空间。

对谱函数的所有极大值由大到小进行排序,取前面与射频拉远模块RRU数目相
同个数的极大值对应的角度值,作为各个RRU信号LOS分量的到达角。

步骤4,计算波束成形系数

信号分离模块的波束成形系数计算单元根据下式计算各射频拉远模块RRU信号
的导向矢量:

a(θp)=[1,exp(-jπsinθp),...,exp(-jπ(Q-1)sinθp)]T

其中,a(θp)表示第p个射频拉远模块RRU信号的导向矢量,θp表示估计得到
的第p个射频拉远模块RRU信号直射LOS分量到达角DOA,p表示射频拉远模块
RRU标号,j表示exp(·)表示指数运算,Q表示天线阵元数,[·]T表示取转置
操作。

信号分离模块的波束成形系数计算单元根据下式计算波束成形系数:

W p H a q = 1 , p = q 0 , p q ]]>

其中,wp表示第p个射频拉远模块RRU的波束成形系数,p表示射频拉远模块
RRU标号,[·]H表示取共轭转置操作,aq表示第q个射频拉远模块RRU的导向矢量,
q表示射频拉远模块RRU标号。

步骤5,信号分离

信号分离模块的波束成形操作单元通过下式分离出来自各个射频拉远模块RRU
的信号:

y p = W P H y ]]>

其中,yp表示分离出的第p个射频拉远模块RRU的信号,p表示射频拉远模块
RRU标号,wp表示第p个射频拉远模块RRU的波束成形系数,[·]H表示取共轭转置
操作,y表示预处理后得到的基带时域接收信号。

步骤6,消除频偏影响

后处理模块的频偏估计与补偿单元对分离出的各个射频拉远模块RRU信号进行
频偏估计,得到各个射频拉远模块RRU信号的归一化频偏值。

后处理模块的频偏估计与补偿单元对进行分离出的各个射频拉远模块RRU信号
根据下式进行频偏补偿:

x(n)=y(n)exp[-j2πεn/N]

其中,x(n)表示频偏补偿后信号,n表示时域信号点数,y(n)表示分离出的信
号,exp(·)表示指数运算,j表示ε表示估计得到的归一化频偏值,N表示快
速傅里叶变换FFT的长度。

步骤7,消除信道影响

后处理模块的快速傅里叶变换FFT单元对频偏补偿后信号做快速傅里叶变换
FFT运算,将信号从时域变换到频域。

后处理模块的信道估计与均衡单元对在频域信号进行信道估计,得到信道频域特
性。

后处理模块的信道估计与均衡单元对频域信号下式进行信道均衡:

Z p ( m , l ) = Y p ( m , l ) H p ( m , l ) ]]>

其中,Zp(m,l)表示第p个射频拉远模块RRU第m个正交频分复用OFDM符号
第l个子载波的均衡后信号,p表示射频拉远模块RRU标号,m表示正交频分复用
OFDM符号标号,l表示子载波位置标号,Yp(m,l)表示第p个射频拉远模块RRU
第m个正交频分复用OFDM符号第l个子载波上的频域接收信号,Hp(m,l)表示估计
得到的第p个射频拉远模块RRU第m个正交频分复用OFDM符号第l个子载波上的
频域信道特性。

步骤8,合并

信号合并处理模块的信号合并单元根据合并准则计算合并系数。合并准则可以采
用最大比合并、等增益合并、选择式合并。

最大比合并是根据下式计算合并系数:

c p = H p Σ i = 1 P | H i | 2 ]]>

其中,cp表示计算出的第p个射频拉远模块RRU信号的合并系数,p表示射频
拉远模块RRU标号,Hp表示估计得到的第p个射频拉远模块RRU信号的信道频域
特性,Hi表示估计得到的第i个射频拉远模块RRU信号的信道频域特性,i表示射频
拉远模块RRU标号,∑(·)表示求和操作,|·|表示求绝对值操作,[·]2表示求平方操
作,P表示同时接收的全部射频拉远模块RRU的数目。

等增益合并根据下式计算系数:

c p = 1 P , p = 1,2 , · · · , P ]]>

其中,cp表示计算出的第p个射频拉远模块RRU信号的合并系数,p表示射频
拉远模块RRU标号,P表示同时接收的全部射频拉远模块RRU的数目。

选择式合并根据下式计算系数:


其中,cp表示计算出的第p个射频拉远模块RRU信号的合并系数,p表示射频
拉远模块RRU标号。

信号合并处理模块的信号合并单元对均衡后的各个频域信号按下式进行合并操
作:

M = Σ p = 1 P c p Z p ]]>

其中,M表示合并后频域信号,∑(·)表示求和操作,cp表示第p个射频拉远模
块RRU信号的合并系数,p表示射频拉远模块RRU标号,Zp表示第p个射频拉远
模块RRU均衡后的频域信号,P表示同时接收的全部射频拉远模块RRU的数目。

步骤9,后处理

信号合并处理模块的解调译码单元对合并后的频域信号进行解调、译码,恢复原
始发送数据。

下面结合附图3、附图4对本发明的效果作进一步阐述。

附图3、附图4的仿真条件为:采用基于长期演进计划LTE传输标准的仿真系统,
系统采样频率为15.36MHz,载波频率为2.3GHz,列车速度考虑350km/h,子载波个
数为1024,系统有用子载波个数为600,循环前缀长度为128,数据采用16正交幅
度调制QAM(Quadrature Amplitude Modulation)调制方式,天线配置为4个和8个
天线阵元的均匀线阵,仿真信道采用空间信道模型SCM(Spatial channel model),
信道第一径服从莱斯分布,其他径均服从瑞利分布,莱斯因子为5和10。仿真中的
理想条件是指频偏补偿采用理想频偏值、信道估计采用理想信道估计方法;非理想条
件是指频偏补偿采用估计频偏值、信道估计采用最小二乘法LS(Least Square)和线性
内插的方法。

在附图3中,圆圈虚线表示莱斯因子为10非理想条件下传统接收方案的系统误
码率性能,圆圈实线表示莱斯因子为10理想条件下传统接收方案的系统误码率性能,
方框虚线表示莱斯因子为10非理想情况下本发明方案天线阵元数为4的系统误码率
性能,方框实线表示莱斯因子为10理想情况下本发明方案天线阵元数为4的系统误
码率性能,三角虚线表示莱斯因子为10非理想情况下本发明方案天线阵元数为8的
系统误码率性能,三角实线表示莱斯因子为10非理想情况下本发明方案天线阵元数
为8的系统误码率性能。

从附图3可以看出:无论是在理想条件下还是非理想条件下,利用本发明得到的
系统误码率性能均优于利用传统接收方案得到的误码率性能,且天线阵元数目越多,
本发明得到的系统性能越好。

在附图4中,方框虚线表示莱斯因子为5非理想情况下本发明方案天线阵元数为
8的系统误码率性能,方框实线表示莱斯因子为5理想情况下本发明方案天线阵元数
为8的系统误码率性能,圆圈虚线表示莱斯因子为10非理想情况下本发明方案天线
阵元数为8的系统误码率性能,圆圈实线表示莱斯因子为10理想情况下本发明方案
天线阵元数为8的系统误码率性能

从附图4可以看出:本发明的性能均与信道的莱斯因子大小有关系,信道莱斯因
子越大,本发明方案的系统性能越好。

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