基于MIMO通信注水功率分配算法的信道容量研究

摘要：

在城市轨道交通车辆段场景下,列车的通信需求巨大.针对传统城轨车地通信网络分配资源时未考虑接收端信道状态信息的问题,设计了一种多输入多输出通信注水功率分配算法.首先,分析城轨中基于长期演进的分布式控制系统车地通信网络结构和资源分配模式;其次,基于实际通信需求建立优化模型,利用拉格朗日乘子法求解注水算法的最优分配功率;最后,建立多输入多输出通信注水功率分配算法的通信模型,并推导其信道容量以及功率分配值.仿真结果表明:相比等功率分配算法,注水算法可以明显提高城轨车地通信网络的信道容量,且具有更小的误比特率;多输入多输出通信注水功率分配算法能够进一步提升信道容量,但当信噪比达到一定值后,这种增益逐渐逼近等功率分配算法的信道容量;考虑列车的实际结构,设计可选用的最佳收﹑发天线组合为4 发4 收.

关键词：车地通信网络、多输入多输出、功率分配、注水算法、信道容量

所属期刊栏目：42

分类号：U285.21(铁路通信、信号)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;甘肃省自然科学基金;甘肃省科技计划;兰州交通大学-天津大学联合基金;光电技术与智能控制教育部重点实验室兰州交通大学开放课题

在线出版日期：2023-08-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：58-65