高速铁路车地间多跳协作通信技术

　　《高速铁路车地间多跳协作通信技术》针对5G/B5G应用到我国轨道交通领域中的实际情况，尤其是在高铁运行维护和用户服务等方面存在的问题和挑战，重点从高铁信道的时变、非平稳特性出发，对基站，车载中继．车厢内用户的多跳协作无线传输系统进行整体论述。首先，针对列车高速移动对信号传输带来的影响，在基站端引入空间调制技术，提出一种基于截断速率的天线选择算法优化系统性能并降低收发机的时间复杂度；在此基础上，针对高铁受强空时相关性的影响，设计一种基站-车载中继端的分布式空间调制系统，提出基于安全容量和误码率的联合优天线选择和功率分配算法，并对高铁场景下性能的均衡进行研究。然后，为了提高车载中继．车厢内用户毫米波信道下的波束成形增益，研究在车载中继接收端与发送端利用不同量化位数移相器时的混合预编码来提升全双工中继系统的性能。进一步考虑存在多用户的场景下，推导具有理想和非理想信道状态信息的频谱效率闭式表达式，并提出一种局部优功率分配方案以提高活跃用户的信道容量。接着，针对传统中继高成本和高能耗的问题，考虑利用智能反射表面替代，研究其辅助空间调制进行传输，并提出基于深度神经网络的天线选择算法实时地优化补偿多普勒频移带来的损失。后．考虑存在随机阻塞的情况下，利用智能反射表面重构传输链路保证通信稳定性，并提出一种分布式交替优化方案获取基站主动混合预编码，为系统提供均衡的频谱效率与能量效率。《高速铁路车地间多跳协作通信技术》适合空间调制、中继和波束赋形相关研究方向并对高铁场景较为感兴趣的读者，并可以为读者提供理论指导和相关技术在高铁场景下应用的思路与结论。

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第1章 绪论
1．1 研究背景及意义
1．2 相关技术研究现状
1．3 本书主要内容
第2章 高铁多跳协作与空间调制相关技术
2．1 高铁传统MIMO协作多天线技术
2．2 高铁空间调制技术
2．3 智能反射表面协作通信技术
2．4 系统性能评估
2．5 本章小结
第3章 轨旁基站端低复杂度的空间调制自适应链路设计
3．1 高铁空间调制系统
3．2 基于截断速率的天线选择算法
3．3 基于信道列范数的复杂度降低方法
3．4 仿真结果和分析
3．5 本章小结
第4章 基站一车载中继分布式空间调制安全传输方案设计
4．1 高铁分布式安全空间调制系统
4．2 系统性能分析
4．3 联合优化天线选择和功率分配方案
4．4 仿真结果和分析
4．5 本章小结
第5章 理想CSI下半双工中继系统的传输性能研究
5．1 大规模MIMO中继系统模型
5．2 大规模MIMO中继系统性能分析
5．3 毫米波车载中继混合预编码系统结构
5．4 频谱效率优先的离散车载中继混合预编码设计及性能分析
5．5 本章小结
第6章 非理想CSI下全双工双跳车载中继系统的传输性能研究
6．1 全双工中继混合预编码系统结构
6．2 能效均衡的离散混合预编码设计
6．3 仿真与分析
6．4 非理想CSI下全双工双向中继网络模型
6．5 非理想CSI下全双工双向中继网络性能分析
6．6 本章小结
第7章 智能反射表面辅助高铁空间调制系统
7．1 轨旁IRS辅助的高铁空间调制自适应传输方案
7．2 系统性能分析
7．3 仿真结果和分析
7．4 多用户场景下IRS辅助系统模型
7．5 IRS多用户系统性能分析与优化
7．6 IRS多用户系统仿真结果与分析
7．7 本章小结
第8章 链路阻塞下智能表面辅助系统的混合预编码设计
8．1 阻塞信道下智能表面辅助系统结构
8．2 阻塞状态下多级混合预编码设计
8．3 数值分析结果
8．4 本章小结
参考文献