[发明专利]高速列车基站信号接收器

说明书

本发明提供了一种高速列车基站信号接收器。本发明的基站信号接收器针对信道时变性强和多普勒效应严重的状况，采用基于信道估计的空时解码，并且在信道估计当中利用自适应的采样窗口函数实现了可调节的频移抑制作用，并且通过对每个OFDM符号期间执行信道估计而适应了时变产生的影响。

技术领域

本发明涉及高铁通信服务领域，更具体地，涉及一种高速列车基站信号接收器。

背景技术

WIFI技术是手机、平板设备、笔记本电脑等便携电子产品实现无线网络接入的主要手段。在各种室内环境中实现WIFI信号覆盖的技术目前已经相当成熟，当前WIFI技术的发展方向是在交通工具当中提供稳定可靠和具有较高数据传输速度的无线网络接入。

我国在高铁建设和研发方面已经逐渐走向世界前列，目前高铁已经成为了城际旅客运输的主要力量。通过在高铁列车车厢内覆盖WIFI，能够为乘客在长途旅行当中的网络访问带来极大的便利，满足移动互联网时代广大用户的基本信息需求，从而进一步提升高铁服务的品质和体验。

在高铁车厢实现WIFI接入的主要技术手段是安装车载多模式信号收发设备，该设备对外接入无线信号覆盖的移动蜂窝网络，通过移动接入实现与广域互联网的数据连接。车载多模式信号收发设备对内则在各个车厢提供WIFI热点，并且执行WIFI信号与蜂窝网络信号的转换。用户的终端设备通过车厢的WIFI 热点连接到该车载多模式信号收发设备，并且执行双向的数据收发，车载多模式信号收发设备通过所述移动蜂窝网络实现了用户终端的互联网接入。

目前，在WIFI无线网络接入的环境下，用户终端一般需要网页浏览、即时通信、电子邮件、语音聊天、在线音视频观看等服务，对网络访问的带宽要求比较高；而且高铁列车乘客数量多，高铁WIFI接入系统需要承载的用户终端数量远远超过一般室内环境应用的WIFI设备。综合以上因素，所述车载多模式信号收发设备至少需要达到1000兆级以上的数据传输速率，才能够可靠和有效地保证车厢内网络访问的顺畅和稳定，取得较好的用户体验。

车载多模式信号收发设备所接入的移动蜂窝网络是通过高铁列车专用的地面基站系统来提供无线信号覆盖的。相比于一般的蜂窝基站，该专用地面基站系统需要面对高铁轨道沿线特殊的空间环境以及列车持续高速运行所带来的特别需要。具体而言，对多径效应所形成的MIMO信道进行利用是提高移动网络通信信道容量的有效途经，但高铁轨道的绝大多数路段处在空旷野外，因此沿线设立的地面基站所发射的信号由于缺少反射作用，普遍以直达路径的形式存在，不利形成较丰富的多径，沿不同路径到达的信号之间的相关性明显增强，因此降低了整体信道容量。列车的高速运动也会造成蜂窝小区的频繁切换，这会导致信道容量的波动性变化，给对通信实时性要求比较高的业务质量带来较大的影响。高铁列车非常高的运行速度还会产生比较严重的多普勒效应，即由于列车的运动带来无线信号的频移。多普勒效应所产生的频移具有很强的随机性，因而会使得信道特性不稳定，引发数据比特丢失，给通信质量带来不利影响。

在现有的高铁WIFI接入系统当中，为了克服上述技术障碍，可以采用以下介绍的手段。

在专用地面基站建设方面，采用了射频拉远技术，地面基站BS利用光纤来控制大量的沿着轨道分布设置的RAU(remote antenna unit)，从而实现了带状区域上的接力信号覆盖；基站BS控制至少两个与高铁列车的距离在预定范围以内的RAU协同执行信号发射，所述至少两个RAU采用单一频率发射相同的无线信号，通过空间分离布置的RAU在基站和列车之间建立了符合MIMO信道特性的通信链路，在不同的RAU与列车之间形成了信号的多径传输通路，从而有助于信道容量的提升。