高铁5G移动通信系统Multi-TRP上行信道估计及性能研究

陆志伟，王海龙，王东明，宋铁成，陈建平

随着5G的商用部署,高铁场景下5G系统的性能成为业界的关注热点。在列车高速移动场景下,信息传输过程中存在多普勒效应,小尺度衰落快速变化,相干时间较短,使系统的传输算法设计,尤其是高精度信道估计变得更加困难,导致系统性能提升较为困难［1］。另外,由于高铁场景对移动通信的时延和可靠性要求极高,且5G的工作频段较高,实现全路范围覆盖的成本高,故给统筹5G专网建设和铁路主数据中心等业务需要带来很大的挑战［2］［3］。

5G NR的Release 16采用了Multi-TRP技术,即多个收发节点通过协作为用户终端服务,实现低时延、高可靠传输。高铁场景下,传统技术不能满足高速率、高可靠性、短时延的通信业务需求［4］,采用Multi-TRP技术虽可以提高系统的可靠性,但是也引入了更大的挑战。列车高速运行时,终端到不同的TRP的距离、角度等各不相同,导致终端到不同TRP的多普勒频偏、时延、角度等信道统计信息不同。因此,在列车高速移动场景下采用Multi-TRP技术时必须考虑这些因素,改进现有的传统信道估计方法。

1 Multi-TRP的系统模型和信道模型

在5G通信网络环境下,以列车高速移动作为主要研究背景,对采用了Multi-TRP技术的上行信道进行信道估计和检测技术研究。Multi-TRP作为5G NR的R16增强高速移动场景下的关键技术,可通过对多个TRP进行数据块的重复发送,以获得更高的增益及链路可靠性［5］。采用时分复用的方式,以时隙为单位,在多个TRP上进行同一数据块的重复传输。……