高速铁路中的时延-多普勒域信道测量与建模
信号处理
2025-10-01 v1 信息论
math.IT
摘要
随着下一代无线通信系统需要能够在高频段和高移动性场景下运行，时延-多普勒（DD）域多载波（DDMC）调制方案（如正交时频空间）相比正交频分复用（OFDM）展现出更优的可靠性。准确的 DD 域信道建模对于 DDMC 系统设计至关重要。然而，由于传统信道建模方法主要局限于时域、频域和空间域，DD 域信道建模的原理仍缺乏研究。为了解决这个问题，我们提出了一种高速铁路（HSR）场景下系统的 DD 域信道测量与建模方法。首先，我们设计了一种基于铁路长期演进系统的 DD 域信道测量方法。其次，对于 DD 域信道建模，我们研究了准平稳区间、多径分量的统计功率建模，特别是 DD 域信道衰落系数的准不变区间。第三，通过在 371 km/h 下的 LTE-R 测量，以准平稳区间作为判决准则，我们建立了 HSR 场景下不同信道时变条件下的 DD 域信道模型。第四，通过 OTFS 传输的误码率比较验证了所提出的 DD 域信道模型的准确性。此外，仿真验证了在 HSR 场景中，DD 域信道衰落系数的准不变区间为毫秒量级，远小于 ms 量级的准平稳区间长度。本研究可为高移动性环境下的 DD 域建模提供理论指导，支持未来 6G 及更高级别系统的 DDMC 和集成传感与通信设计。
引用
@article{arxiv.2509.25854,
title = {Delay-Doppler Domain Channel Measurements and Modeling in High-Speed Railways},
author = {Hao Zhou and Yiyan Ma and Dan Fei and Weirong Liu and Zhengyu Zhang and Mi Yang and Guoyu Ma and Yunlong Lu and Ruisi He and Guoyu Wang and Cheng Li and Zhaohui Song and Bo Ai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.25854},
year = {2025}
}
备注
13 pages, 11 figures