Ｏ 引 言
我 国高 速铁 路经 过近 些年 来 的快 速建设 ， 目前 运营 高速 铁路 已超 过 ７ ０ ０ ０ ｋ ｍ， 运 营线路 包 括武 广高 铁、 京沪 高铁 、 沪 杭高铁 、 郑西 高铁 等 。高速 铁路 作 为越 来越 普及 的地 面交 通 工具 ， 逐 渐成 为人 们商 务 出 差、 旅游 出行 的 首选 。列 车速 度 的显著 提升 和新 型 车厢 的出现使 人们 的出行 变得 高效 和舒 适 ， 同时对高
２ 频偏校正算法
从前面描述可知 ， 在高速铁路场景下 ， 由于终端 的高速移动 ， 导致系统和终端产生非常大的多普勒
频 偏 。如 果 系统 不能 准确 地估 计 和及 时有 效地 补偿 多 普勒 频偏 ， 将会 影 响信 道 的质量 ， 进而 对 系统 的性
能造 成较 大 的影 响 。
２ ０ １ ３年 ６月
陕西理 工 学院学报 （ 自然科 学版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｍＭ ｏ ｆ Ｓ ｈ ａ ａ ｎ ｘ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ￣ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ（ Ｎ ￣ｕ ｒ Ｍ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）
５ ０ ０ ｋ ｍ／ ｈ ） 。Ｕ Ｉ Ｃ （ 国际铁路 联盟 ） 已经 明确 表 示 ３ Ｇ技 术 不 适 用 于 铁 路 ， 因此 ， 目前 铁 路 通 信 中使 用 的
Ｇ Ｓ Ｍ． Ｒ （ Ｇ Ｓ Ｍ ｆ ｏ ｒ Ｒ ａ ｉ ｌ ｗ ａ ｙ ｓ ） 不 会过 渡 到 ３ Ｇ， 而 是直 接过 渡 到 “ 准４ Ｇ ” 的Ｌ Ｔ Ｅ — Ｒ。
第 ３期
李美艳
高速铁 路移动通信 中的一种频偏校正方法
其中， ０ 为终端移动方磁波传播速度 ， 为载波频 率。
在 高速 移动 场景 下 ， 较大 的多 普 勒频 移会 破坏 Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ（ Ｏ ｒ ｔ ｈ ｏ ｇ ｏ ｎ ａ ｌ Ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ Ｄ ｉ ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｌ ｅ ｘ ｉ ｎ ｇ ， 正
１ 多普 勒 频 移 效 应
高速 覆盖 场 景对 Ｌ Ｔ Ｅ系统 性 能影 响 最 大 的 因素 是 多普 勒 效 应 。当 电磁 波 发 射 源 与接 收器 发 生 相 对运 动 的时候 ， 接 收 到 的信 号 的波 长 因为信 号 源和接 收 机 的相对 运 动而产 生 变化 ， 导致 所接 收 到 的传播
频率发生改变 ， 称作多普勒效应。在移动通信系统 中， 特别是高速场景下 ， 这种效应尤其明显 ， 多普勒效
应所引起 的附加频移称为多普勒频移 ， 如式 （ １ ） 所示 ：
＝ × ×ｃ 。 ｓ ０ ， （ １ ）
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２ － １ ０ － ０ ６
作者简介 ： 李美艳 （ １ ９ ７ ４ 一） ， 女， 陕西省乾县人 ， 西安外事学 院讲 师 ， 硕士 ， 主要研究方 向为通信技 术 、 无线宽带技 术。
Ｊ ｕ ｎ ｅ ． ２ ０１ ３
Ｖｏ １ ． ２ ９ Ｎｏ ． ３
第２ ９卷第 ３期
［ 文章 编号 ］ １ ６ ７ ３—２ ９ ４ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３— ０ ０ １ ４— ０ ４
高速铁路 移动通信中 的一种频 偏校正方法
李 关艳
（ 西安外事学 院 工 学院 ，陕西 西安 ７ １ ０ ０ ７ ７ ）
速移动环境下通信服务的种类和质量的要求越来越高 ， 这也对高速铁路无线通信技术提 出了更为苛刻 的要求 。Ｌ Ｔ Ｅ （ Ｌ ｏ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｒ ｍ Ｅ ｖ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ， 长期技术演进） 是３ Ｇ Ｐ Ｐ （ 第三代合作伙伴计划） 在“ 移动通信 宽带 化” 趋势 下 ， 为 了对抗 Ｗｉ － ＭＡ Ｘ（ 微 波存 取 全球 互通 ） 等 移动 宽 带无 线 接 入技 术 的市场 挑 战 ， 在Ｂ ３ Ｇ（ Ｂ ｅ — ｙ ｏ ｎ ｄ ３ Ｇ） 技术的基础上研发出的“ 准４ Ｇ技术” 。Ｌ Ｔ Ｅ具有更高的数据率 、 更低的延迟 、 更好的网络覆盖 以及频偏效率 ， 对于移动性提 出了更高的要求——支持 ３ ５ ０ ｋ ｍ ／ ｈ的移 动速度 （ 在某些频段甚 至支持
交频分复用技术 ） 子载波间的正交性 ， 导致子载波间的干扰 ， 从而影响系统的通信质量。高速移动场景 下的多普勒频偏 问题 ， 是高速铁路移动通信系统需要解决的首要 问题。 目 前 国内外已有多种解决方法， 比较典型的有 自相关法、 分集交换法 、 Ｃ Ｐ （ 循环前缀 ） 时域 自 相关 、 导频信号交换域估计等。这些算法主 要针对最大多普勒频移估计 ， 并不能估计出瞬时多普勒频偏值。
［ 摘
要］ 高速铁路移动通信 中对 Ｌ Ｔ Ｅ系统性能影响最大的因素是多普勒效应。因此 ， 频偏
估 计 与频偏 补偿 是 高速铁 路 移动 通信 中一 个最主要 的研 究 内容 。为 了抑制 高速 铁路 移 动通信
中较大的 多普勒频偏所带来的 系统解调性能恶化 ， 保证高速铁路移动通信 中的网络覆盖质量， 基 站接 收机 必须能 够对 上行 接 收数据 的 频偏 进行 实时跟踪 校 正 。分析 高速 铁路 移 动通 信 中多
普 勒频 偏 对 Ｌ Ｔ Ｅ 系统 带 来的影 响 ， 提 出一种 自适 应 的频 偏校 正方 法 。仿 真 结 果表 明校 正方 法
明显地提升 了 基站的解调性能 ， 能够有效地解决高速铁路移动通信 中由于高速移动 而带来的
多普 勒 大频偏 问题 。
［ 关 键 词］ 高铁移动通信 ； 长期技术演进 ； 多普勒效应 ； 频偏校正 ［ 中 图分 类号 ］ Ｔ Ｎ ９ ２ ９ ． ５ ［ 文献标 识 码 ］ Ａ