高速铁路环境下预编码信道状态信息反馈方法

摘要

一种高速铁路环境下预编码信道状态信息反馈方法，包括两种情况：当高速铁路通信系统处于下行通信时，高铁列车行驶在第k个基站BSk的覆盖范围内，获取当前列车的位置信息；基站查询下行查找表；基站对高铁列车发送信号；更新下行下行查找表；当高速铁路通信系统处于上行通信时，高铁列车行驶在第k个基站BSk的覆盖范围内，获取当前列车的位置信息；高铁列车查询上行查找表；高铁列车对基站发送信号；更新下行下行查找表。本发明能够挖掘出高速铁路环境下独特的信道特点，即解决预编码信道状态信息反馈的速度与反馈的信息量有限的问题，使预编码的效果提升。

主权项

一种高速铁路环境下预编码信道状态信息反馈万法，其特征在于，该方法包括如下两种情况：当高速铁路通信系统处于下行通信时，该方法的具体步骤如下：(1)当高铁列车行驶在第k个基站BSk的覆盖范围内，通过高铁的定位技术，高铁列车和基站BSk分别获取当前列车的位置信息d(i，k)后，基站BSk向高铁列车发送第i帧数据；(2)基站BSk首先查询本地是否已经收到来自基站BSk+1的下行查找表LUT_down(k，j)：当没有收到该下行查找表时，则基站BSk初始化下行预编码矩阵Fik(0)＝Im×m，其中Im×m为单位矩阵，当收到该下行查找表时，则基站BSk通过所述的位置信息d(i，k)在该下行查找表LUT_down(k，j)中进行检索，得到当前基站信道状态信息I(k，i，j)，其中j表示当前下行预编码矩阵的更新次数，通过当前基站信道状态信息I(k，i，j)，根据所选用预编码算法得到下行预编码矩阵Fik(j)；(3)基站BSk对需发送的符号进行数字调制后的信号经预编码处理后发送给高铁列车，发送信号表示为：Xik＝Fik(j)Sik，i∈[1，nk]       (1)其中Xik为基站BSk第i帧数据预编码后的多天线发送信号，Sik为基站BSk第i帧数据的多路数据流，nk为列车在基站BSk范围内接收的最大帧数，Fik(j)为步骤(2)得到的下行预编码矩阵；(4)基站BSk在步骤(3)的发送信号内插入导频封装成帧发送给高铁列车，高铁列车接收到信号后进行信道估计，根据该信道估计的结果与步骤(2)所选用的预编码算法得出基站信道状态信息I(k，i，j+1)；(5)当高铁列车将经过基站BSk时，高铁列车通过I(k，i，j+1)与d(i，k)一一对应 制成下行查找表LUT_down(k，j+1)，并在高铁列车检测到进入下一基站BSk+1的范围后，高铁列车将该下行查找表发送给基站BSk+1，基站BSk+1将该下行查找表存储在本地；(6)当高铁列车离开基站BSk+1覆盖范围或者在下一趟高铁列车进入基站BSk覆盖范围前，基站BSk+1会将下行查找表LUT_down(k，j+1)发送给基站BSk，基站BSk则将原来的下行查找表LUT_down(k，j)更新为新的下行查找表LUT_down(k，j+1)，令j＝j+1，回到步骤(1)；当高速铁路通信系统处于上行通信时，该方法具体步骤如下：(11)当高铁列车行驶在第k个基站BSk的覆盖范围，通过高铁的定位技术高铁列车和基站BSk分别获取当前列车的位置信息d(i，k)后，高铁列车向基站BSk发送第i帧数据；(21)高铁列车首先查询本地是否已经收到来自基站BSk‑1的上行查找表LUT_up(k，j)：当没有收到该上行查找表时，则高铁列车初始化上行预编码矩阵Fik′(0)＝Im×m，其中Im×m为单位矩阵，当收到该上行查找表时，则高铁列车通过该上行查找表LUT_up(k，j)和位置信息d(i，k)得到当前列车信道状态信息I′(k，i，j)，其中j表示当前预编码矩阵的更新次数，通过当前列车信道状态信息I′(k，i，j)，根据所选用的预编码算法得到上行预编码矩阵Fik′(j)；(31)高铁列车对需发送的符号进行数字调制后的信号经预编码处理后发送给基站BSk，发送信号表示为：X′ik＝Fik′(Sik，i∈[Lnk](2)其中X′ik为高铁列车第i帧数据预编码后的多天线发送信号，Sik为高铁列车第i帧数据的多路数据流，nk为列车在基站BSk范围内发送的最大帧数，Fik′i(j)为步骤(21)得到的上行预编码矩阵；(41)高铁列车在步骤(31)的发送信号内插入导频封装成帧发送给基站BSk，基站BSk接收到信号后进行信道估计，根据该信道估计结果与步骤(21)所选用的预编码算法得出列车信道状态信息I′(k，i，j+1)；(51)基站BSk通过I′(k，i，j+1)与d(i，k)一一对应制成上行查找表LUT_up(k，j+1)，并将该上行查找表存储在本地；(61)当高铁列车离开基站BSk覆盖范围或者在下一趟列车进入基站BSk覆盖范围前，基站BSk会将上行查找表LUT_up(k，j+1)发送给基站BSk‑1，基站BSk‑1会在高铁列车进入其范围时将该上行查找表LUT_up(k，j+1)发送给高铁列车，更新原来的上行查找表LUT_up(k，j)，令j＝j+1，回到步骤(11)。