Tasarım Robust Mimo Yüksek hızlı Tren İletişim Sistemleri
Yüksek hızlı tren ağları küresel olarak genişliyor, umut verici daha hızlı ve daha sürdürülebilir bir şehirlerarası seyahat. Tren hızları 300 km/h, kesintisiz olarak, yüksek kapasiteli kablosuz iletişim, veri oranlarına ve sinyale dayanıklı bağlantı ortamı için önemli. Ancak, yüksek hızlı trenlerin aşırı erişim ve gerçek zamanlı video gözetimi. Multi-time-time-time-time-time-time-time-time-time-time-time-time-time-me-meygulama teknolojisi, bu koşulların her iki ucundaki çok sayıda anteni temel alarak, sinyallerin ve sinyal direncini artırmak için sağlam bir şekilde tasarlıyor.
MIMO Teknolojisini Anlamak
MIMO sistemleri iletişim performansını geliştirmek için uzaysal boyutlardan yararlanır. En basit formda, bir MIMO sistemi Hertz'in ikinci başına kullanım sağlar[Döneticileri ile)): Birden fazla bağımsız veri akışı ile aynı frekans bandı aynı anda birden fazla iletiyi kullanarak ve antenleri kullanarak iletebilirsiniz. Bu doğrudan tek bir şekilde bir dizi ölçüm sistemi.
Birden çokxing'in ötesinde, MIMO, uzay-zaman kodlaması aracılığıyla, tüm kopyaların aynı anda dramatik bir şekilde azaltıldığına dair bir bağlantıya dönüşür.Bu, yüksek hızlı trenlerde güvenlik açısından kritik bir uyarıda bulunan veriler için daha istikrarlı bir bağlantıya dönüşür. Beam information in high-120 Technique: it changing energy to the610 by the entire replica by adjust the stage and amplitude of signal.
Modern MIMO uygulamaları, özellikle 5G Yeni Radyo (5G NR)'de, bu teknikleri adapte edici bir şekilde birleştirir. Temel istasyon, yüksek kapasiteli veri ve genişletilmiş aralık veya sağlamlık için uzaysal çoklulama arasında dinamik bir şekilde geçiş yapabilir. Ancak, herhangi bir MIMO programının etkinliği doğru kanal durumu bilgisi (CSI) ve hızlı değişen koşulları takip etme yeteneğine sahiptir - özellikle yüksek hızlı tren ortamları için çok zor.
Yüksek Hızlı Tren Ortaları'nda Meydanlar
Doppler Shift ve Hızlı Fading
350 km/h bir sabit bir temel istasyonda hareket eden bir tren, tek bir ileti frekanslarında birkaç yüz Hertz'in değiştirilmesini deneyimliyor (örneğin, 2.6 GHz). Bu değişim, taşıyıcı frekansının alıcıda farklı görünmesine neden oluyor, Inter-carrier müdahalesine yol açıyor (ICI) OFDM sistemleri. Dahası, hızlı hareket, kablosuz kanalın tek bir iletim süresi içinde önemli ölçüde değişmesine neden oluyor.Bu değişim, taşıyıcı frekansının frekansına neden oluyor.
Çok fazla ve Doğru Olmayan Koşullar
Yüksek hızlı trenler farklı ortamlara sahiptir: açık hava yolları, derin kesimler, tüneller ve yoğun şehir koridorları. Tünellerde, propagasyon birçok yansımaya sahip, açık alanlarda, line-of-görüler (LOS) hükmetebilir, ancak güçlü bir zemin yansımaları ile şehir bölümleri, binalar ve köprüler nedeniyle şiddetli olmayan koşullara sahiptir. MIMO sistemleri, uzaysal çoklu yönlü birçok yansımaya dayanır.
Interference and Handover Overhead
Demiryolu koridoru boyunca temel istasyonların dağılımı kapsamak için gereklidir, ancak yeni baz istasyonu ile yüksek düzeyde bir co-kanı müdahale yaratır.Trenin yüksek hız, geleneksel hücre boyutlardaki her birkaç saniyeyi yeniden ayarlayacaktır. Her bir elover sinyalini içerir ve ek devretme yardımcı olabilir, ancak ek yük devreleri ile tekrar ayarlamaları gerekir. MIMO sistemleri büyük anten dizileriyle.
Donanım ve İşbirlikleri
Tren gövdesindeki anten dizileri aerodinamik, uzay ve maliyetle kısıtlanır. Antenler trenin yollama sistemi üzerinden yüzlerce küçük hücreye dayanıklı olmalıdır. Benzer şekilde, yol cephe istasyonları genellikle mast veya köprü yapılarına yerleştirilir, anten dizisinin boyutunu sınırlandırır ve büyük MIMO'nun fizibilitesini sınırlandırır.
Robust MIMO Systems için Tasarım Stratejileri
Adaptif Kirişleme ve Kiriş Takip Ed
Yüksek mobiliteye karşı MIMO sistemleri, en iyileştirici kirişler hesaplamak için (Dönderli kirişler için) trenin alıcısından geri bildirim almak yerine, sabit kirişlerin ve dijital önyüklemelerin hızlanması için bir denge oluşturabilir.
Gelişmiş Kanal Estimation ve Prediction
Geleneksel kanal tahminleri, aktarmalı sinyalde yer alan pilot sembollerine dayanıyor. Yüksek hızlarda, pilot iletimler arasındaki kanal değişiklikleri, bu şekilde eski tahminlere yol açıyor.T:0) Kanal tahmin) algoritmaları, gelecekteki kanal durumlarını tahmin etmek için tarihsel CSI verileri ve tren hareket parametrelerini kullanıyor. Makine öğrenme modelleri, örneğin tekrarlayıcı pilot uygulamaları (RNN) veya Gaussian süreçleri, kanalın zaman alıcı davranışını öğrenebilir ve birkaç milisaniye önceden tahmin edebilir.
Uzay-Time ve Uzay-Frequency Coding
Uzay-zaman blok kodları (STBC), Alamouti kodu gibi, vericide CSI gerektiren çeşitlilik sağlar. yüksek hızlı ortamlarda CSI geri bildirimin bazı çokluxinglerle birlikte çeşitlilik birleştirebilir.Influence MIMO planları caziptir. ancak STBC fedakarlıkları birden çok yönlüdür.Daha fazla gelişmiştir.
Massive MIMO ve Dağılım Anten Sistemleri
[[Döneticileri:0)Masive MIMO[[Dönetici:0))Masive MIMO[[Döneticileri yüksek hızlı trenler için birkaç fayda sağlar.Yerel çözünürlükte onlarca antenin artışını dramatik bir şekilde geliştirir, trenin varlığını daha da daraltabilir. Mass MIMO ayrıca kanaldan sıkı bir şekilde genişletilebilir: Etkili kanalda daha fazla işlevli bir şekilde, daha fazla doğrusal bir şekilde sabitleme sağlar.
Network Architecture and Handover Optimizasyon
Elovers sırasında kesintiyi en aza indirmek için, ağ bir bükücük sistemi kullanarak farklı uzaysal kirişler kullanarak yardımcı olmalıdır.(>)Bu tür bir altyapıya sahip olan ve hedefli el elemanları kullanarak, tren kısa bir süre boyunca, sanal cep telefonları ile iletişim kurmalı ağla iletişim kurmalı sistemlerle iletişim kurar.
Gelişmiş Teknikler ve Future Yollar
Predictive MIMO için Makine Öğrenmesi
Kanal tahmininin ötesinde, makine öğrenimi tüm MIMO sistem konfigürasyonlarını optimize edebilir. Dondurma öğrenme ajanları, verici ve alıcının son bulması, trenin konumu ve hızına dayanan geleneksel sinyal işleme bloklarının değiştirilmesini sağlar. Convolutional sinir ağları, temel istasyonlarda ham kanal tahminleri tespit edip azaltılabilir. Deep learning also enable end-to-end learning of the correct operator and alıcı, geleneksel sinyal işleme bloklarını yüksek hızlı tren kanalı için optimize ederken.
5G NR Yüksek Hareketlilik için Geliştirilmiş
3GPP 5G NR standardı, yüksek hızlı senaryolar için uygun özellikler içeriyor, örneğin GÜNCEL:0) Daha hızlı kanal izleme için kanıtlanmış bir kanal (HSTT:1)[Döneticileri)[Döneticileri ile 3GPP Bülteni 17'de geliştirme, yüksek çözünürlükte ayarlanan bir senaryoyu kullanarak, yüksek çözünürlükte otomatik olarak otomatik olarak genişletilebilir.
Akıllı Yüzeyleri (IRS) ve Yeniden yapılandırılabilir Akıllı Yüzeyler (RIS)
Radyo ortamına heykelmek için ortaya çıkan bir teknoloji, 03.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D
Sub-THz ve mmWave MIMO for Ultra-High Kapasite
Daha ileri görüşlü, milimetre dalga (mWave) ve alt-terahertz bantları (30-300 GHz) çok sayıda hızlı tren için muazzam bantlar sunuyor, MIMO amplitüdleri çok basit bir bağlantı hatasına neden olabilir (örneğin, yüzlerce elementi çip üzerinde), çok dar kirişler (örneğin, yüksek hızlı trenler için, kirişli yüksek çözünürlükte kullanılan yüksek çözünürlükte bulunan yüzeyler için, kirişler için yüksek çözünürlükte bir şekilde test edilir.
Olmayan Ağlarla Bütünleşme
Uzak alanlardan geçen trenler için, uydu tabanlı MIMO aynı anda birkaç uydu ile bir MIMO bağlantısını tamamlayabilir, uzaysal çeşitlilik ve kapsama sürekliliği sağlar.Bu entegrasyon, küresel yüksek hızlı tren bağlantı için araştırılır.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Yüksek hızlı tren iletişim için sağlam MIMO sistemleri tasarlamak, aşırı uçlu Dopplerların temel sorunlarını ele alan, hızlı fading, multipath sınırlamaları ve elover yüklerini kullanarak, akıllı yansımaları ve alt-zaman kodlaması gibi, büyük MIMO'yu küresel olarak genişleten makine öğrenimi formlarını kullanarak hesaplamak ve tahmin etmek için sağlam bir temel sağlar.
[FONT:0) Daha fazla okuma için, yüksek hızlı tren geliştirmeleri için 3GPP spesifikasyonu () bakınız ().