高速移动通信环境下无线通信面临的问题
高移动无线通信抗多普勒效应技术研究进展
高移动无线通信抗多普勒效应技术研究进展摘要：随着移动通信技术的飞速发展，高速移动物体对于无线通信的影响日益突出，其中最为典型的就是多普勒效应。
因此，高移动无线通信抗多普勒效应技术的研究已经成为无线通信领域研究的一个重要方向，涉及到了多个研究领域，如数字信号处理、协议设计、通信系统等。
本文将综述高移动无线通信抗多普勒效应的技术研究进展，介绍各种抗多普勒技术的优缺点，以及在实际应用中的一些挑战和解决方案。
关键词：高移动无线通信；多普勒效应；抗多普勒技术；研究进展；发展趋势。
1. 引言众所周知，随着移动通信技术的普及和应用，我们已经进入了快速移动的时代，包括高速列车、飞机等交通工具。
而移动的物体会对无线信号产生多普勒效应，从而导致信号频偏和相移，影响通信性能。
因此，如何抑制多普勒效应，提高高速移动场景下的通信质量，已经成为研究的一个难点和热点。
本文将系统地综述高移动无线通信抗多普勒效应技术的研究进展，为相关领域的研究人员提供借鉴和指导，同时展望未来的发展趋势。
2. 多普勒效应及其影响多普勒效应是一种基于多普勒频移的效应，即物体与观察点之间的相对运动会影响信号的频率。
这种效应最早由奥地利物理学家多普勒在1842年提出，用于描述天体的远近和速度。
如今，在无线通信领域，多普勒效应成为影响高速移动场景下通信质量的关键因素之一。
在无线通信系统中，多普勒现象会导致两种主要的问题。
第一，信号频偏会导致接收机无法正确估计信号的符号，从而影响系统的带宽效率和位错误率（BER）；第二，多普勒效应也会引起信号相位变化，从而影响接收机对信号的相干检测性能，进而影响系统的误码率。
一种常见的方法是通过选择一种高频时钟，避免由于多普勒导致的频偏和相移问题。
然而，这种方法不适用于高速移动场景，因为多普勒频移显著影响了系统的设计和频率规划。
因此，还需要通过其他技术方法来解决多普勒效应带来的问题。
3. 抗多普勒技术为了克服多普勒效应对高速移动场景下通信质量的影响，现有的抗多普勒技术包括多种方案。
高速移动通信环境下无线通信面临的问题
高速移动通信环境下无线通信面临的问题在当今这个高度信息化的时代，高速移动通信已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
从随时随地的视频通话，到快速下载大容量文件，再到流畅的在线游戏，我们对高速移动通信的依赖日益加深。
然而，随着移动设备的普及和通信需求的不断增长，高速移动通信环境下的无线通信也面临着一系列严峻的问题。
首先，信号衰减和干扰是高速移动通信中的常见难题。
在高速移动的情况下，比如乘坐高铁或汽车时，移动设备会快速穿过不同的信号覆盖区域，导致信号强度的频繁变化。
建筑物、山脉等障碍物会阻挡信号传播，造成信号衰减。
此外，不同频段的信号之间也可能相互干扰，影响通信质量。
想象一下，当你正在进行一个重要的视频会议，却因为信号问题画面卡顿、声音断断续续，这无疑会给工作和生活带来极大的不便。
其次，多普勒频移现象也给高速移动通信带来了挑战。
当移动终端与基站之间存在相对运动时，接收信号的频率会发生变化，这就是多普勒频移。
在高速移动通信环境中，多普勒频移的影响更为显著，可能导致信号解调错误，从而降低通信的可靠性。
比如，在高速行驶的列车上，手机接收到的信号频率可能会发生较大的变化，使得通信变得不稳定，通话质量下降甚至掉线。
多径传播也是一个不容忽视的问题。
信号在传播过程中，可能会通过多条不同的路径到达接收端，这些路径的长度和传播条件不同，导致信号到达的时间和相位存在差异。
在高速移动通信中，由于移动速度快，多径传播的影响更加复杂，可能会引起信号的衰落和失真。
这就好比声音在一个有很多反射面的房间里传播，会产生回音和重叠，使得原本清晰的声音变得模糊不清。
频谱资源的有限性也是制约高速移动通信发展的重要因素。
随着无线通信业务的不断增长，频谱资源日益紧张。
为了满足高速移动通信的需求，需要更高效地利用频谱资源。
然而，现有的频谱分配方式和技术还存在一些不足，导致频谱利用率不高。
这就像是在一条拥挤的道路上，如果车辆不能合理地分配车道和行驶时间，就会造成交通拥堵。
浅谈高速铁路的LTE无线网网络覆盖
浅谈高速铁路的LTE无线网网络覆盖一、高铁4G无线网覆盖背景高速铁路，简称“高铁”，是指通过改造原有线路（直线化、轨距标准化），使最高营运速率达到不小于每小时200公里，或者专门修建新的“高速新线”,使营运速率达到每小时至少250公里的铁路系统。
高速铁路除了在列车在营运达到一定速度标准外,车辆、路轨、操作都需要配合提升。
随着环境问题的日益严峻，交通运输各行业中，从单位运量的能源消耗、对环境资源的占用、对环境质量的保护、对自然环境的适应以及运营安全等方面来综合分析,铁路的优势最为明显.然而高铁将通过中国大部分，把中国变成一个“中国村”.图1—1 CRH（China Railway High—speed)，即中国高速铁路与传统的高速公路和航空运输相比，高铁的主要优势有:载客量高、输送力强、速度较快、安全性好、正点率高、舒适方便、能耗较低。
高铁作为一种高效经济的城际交通方式，日渐成为人们中长距离出行的首选。
随着智能终端及移动互联网业务的高速发展，用户搭乘高铁出行时，有越来越多的移动办公和网络娱乐需求，如电话会议、视频点播、互动游戏、上网等.由于高端商务客户云集，高铁通信逐步成为各运营商品牌展示、获取可观经济利润及拉升高端客户黏合度的新竞争领域。
如何在高速运行、客流集中、业务容量高、部署场景复杂的高铁内提供高质量的网络覆盖，成为运营商和设备商面临的重大挑战。
图1-2 2020年中国高速铁路网络二、高铁无线网络覆盖面临的问题1、穿透损耗大，高速铁路的新型列车采用全封闭车厢结构，车箱体为不锈钢或铝合金等金属材料,车窗玻璃为较厚的玻璃材料,导室外无线信号在高速列车内的穿透损耗较大，给车体内的无线覆盖带来较大困难。
不同的入射角对应的穿透损耗不同，当信号垂直入射时的穿透损耗最小.当基站的垂直位置距离铁道较近时，覆盖区边缘信号进入，车厢的入射角小，穿透损耗大.实际测试表明，当入射角小于10度以后，穿透损耗增加的斜率变大。
高速铁路通信信号的无线传输技术研究
高速铁路通信信号的无线传输技术研究随着社会的发展和科技的进步，高速铁路正在成为现代快速交通的代表。
在高速铁路的运行中，通信信号的传输是至关重要的一环。
传统的有线传输方式存在着许多限制和困难，因此无线传输技术被广泛应用于高速铁路通信信号的传输。
本文将围绕高速铁路通信信号的无线传输技术进行研究，以探讨其优势、存在的问题和未来的发展趋势。
一、高速铁路的通信信号无线传输技术的优势1. 全球通用性：无线传输技术具有全球通用性，无论在何地，只要设备和网络支持相应的无线标准，就可以实现通信信号的无线传输。
这为高速铁路通信信号的国际合作与互联互通提供了可能。
2. 灵活性：无线传输技术相对于有线传输方式更加灵活，不受地理环境的限制。
高速铁路沿途的地理环境多变，例如山区、水域等，有线传输方式需要铺设大量的电缆，维护困难，而无线传输可以灵活地适应各种环境。
3. 抗干扰能力：高速铁路作为一种快速运输工具，在行驶过程中会经历各种复杂的地理环境和电磁波干扰。
无线传输技术可以通过信号处理和调制等技术手段提高抗干扰能力，确保通信信号的稳定传输。
二、高速铁路通信信号无线传输技术存在的问题1. 传输速率限制：高速铁路通信信号的无线传输需要保证高速数据的稳定传输，在实际应用中面临着传输速率的限制。
随着时代的发展，人们对于传输速率的需求越来越高，需要进一步优化无线传输技术，提高传输速率。
2. 信号强度衰减：高速铁路的运行速度快，存在着信号强度衰减的问题。
随着距离的增加和信号传播过程中的干扰，信号强度会逐渐降低，导致通信质量下降。
因此，需要采用增强信号的技术手段，如使用中继设备来解决信号衰减的问题。
3. 系统成本高：无线传输技术在高速铁路通信信号的应用中，需要建设大量的基站和设备来支持通信网络的覆盖。
这涉及到巨大的投资成本和后期的运维费用，成本较高。
我们需要在技术研发的同时，提高设备性能，降低系统成本。
三、高速铁路通信信号无线传输技术的未来发展趋势1. 5G技术的应用：5G技术作为下一代移动通信技术，具有更高的频谱效率和传输速率。
通信行业的堵点及解决方案
通信行业的堵点及解决方案一、通信行业的堵点通信行业在现代社会中扮演着至关重要的角色，以满足人们对信息传递和互联网服务的需求。
然而，随着科技的不断发展和人们对高速、稳定通信的依赖程度越来越高，通信行业也面临着一些挑战和瓶颈，给用户体验带来了困扰。
以下是当前通信行业普遍存在的几个堵点。
1. 4G网络拥塞随着智能手机和移动设备的广泛普及，用户对高速数据传输的需求日益增长。
然而，大量用户同时使用4G网络导致网络拥塞成为一个普遍问题。
网络拥塞会导致网速变慢、视频卡顿等问题，给用户带来不便。
2. 覆盖问题在一些偏远地区或者建筑物内部，通信基站覆盖不到位，导致用户无法获得稳定的网络连接。
尤其是在山区、农村地区或者地下车库等特殊场景下，很多人抱怨地区基站数量少、信号弱甚至没有覆盖。
3. 故障处理周期长当通信设备发生故障时，除了给用户带来服务中断的困扰外，故障处理周期长也是常见问题。
这涉及到维修人员响应速度较慢、故障排查和维修流程繁琐等问题。
4. 通信费用过高许多用户抱怨通信费用过高，尤其是在手机流量和国际长途通话上。
通常用户会选择根据自己的需求购买套餐，但很容易出现一些隐藏费用或者套餐内的资源不够使用导致另外收费的情况。
二、解决方案1. 加强网络优化和升级为了解决4G网络拥塞问题，通信运营商可以加强对网络的优化和升级，增加基站的数量并提高覆盖范围。
此外，引入新技术如5G、光纤网络等也能够提供更快的网速和更稳定的连接。
2. 建设完善基础设施为了解决覆盖问题，运营商需要建设更多基站，并确保其在偏远地区以及特殊场所具有足够的覆盖范围。
同时，在公共场所如医院、车站、商场等提供免费的无线网络服务，以便用户在这些地方能够随时获得稳定的网络连接。
3. 提高故障处理效率通信运营商可以采用新技术来监测设备状态和性能，及时发现并解决潜在问题。
同时，建立快速响应机制和优化维修流程，通过提高维修人员的响应速度和技术水平来缩短故障处理周期。
无线通信技术的研究现状及发展展望
无线通信技术的研究现状及发展展望无线通信技术是指使用无线电波作为传输介质，进行信息传递的技术，已经成为现代通信技术的重要组成部分，并广泛应用于移动通信、无线局域网、卫星通信、微波和光通信等领域。
本文将介绍无线通信技术的研究现状以及未来的发展展望。
一、研究现状目前，无线通信技术已经非常成熟，且呈现出不断向信息高速化和智能化发展的趋势。
为了更好地应对现实的通信需求，不断涌现着各种新的技术和产品，比如5G、物联网、智能终端等。
1. 5G技术5G技术是指第五代移动通信技术，是在4G技术基础上进一步的发展，为满足大规模连接和巨大流量的需求而出现的新一代无线通信标准。
5G技术具有高速率、低时延、大容量、高密度、高可靠性等特点，具有广泛的应用前景。
2. 物联网物联网是指以互联网为基础，通过无线通信技术将所有的物品连接到一起，形成一个智能化的网络。
物联网的主要应用领域包括智能家居、智能物流、智能制造、智慧城市等。
3. 智能终端智能终端是指带有智能化操作系统和应用程序的移动终端设备，如智能手机、智能手表、智能眼镜等。
智能终端通过无线通信技术实现了更快、更方便、更智能的信息传递和交互，已经成为人们日常生活中不可或缺的工具。
二、发展展望未来，无线通信技术将进一步向着高速、低时延、大容量、高密度、高可靠性和广覆盖等方向发展，同时还将面临着一些新的挑战，比如网络安全、能源效率、环境污染等。
1. 6G技术5G技术尚未完全商业化，6G技术的研究早已经展开。
6G技术将进一步提升无线通信的性能，实现更高的速率、更低的时延、更大的容量、更高的密度等。
2. 网络安全网络安全一直是无线通信技术所面临的重要问题。
未来无线通信技术的安全将更加重要。
目前，人工智能等技术将被应用到网络安全领域，提供更好的保护。
3. 能源效率能源效率将成为未来无线通信技术的重要考虑因素。
为了提高能源效率，需要采用更加节能的设备和技术，比如低功耗无线局域网、能量收集技术等。
WLAN工程难点与解决方案
WLAN工程难点与解决方案无线局域网（WLAN）工程在现代通信领域起着至关重要的作用。
然而，在WLAN工程实施的过程中，常常会面临一系列挑战和难点。
本文将介绍一些常见的WLAN工程难点，并提出相应的解决方案。
1. 覆盖范围限制WLAN工程中最常见的难题之一是覆盖范围限制。
由于无线信号受到建筑物结构、墙体材料和其他电子设备的干扰，WLAN信号的传播范围有限。
解决这个问题的方法是合理规划和布置基站设备，并使用信号增强器和中继器来扩展信号覆盖范围。
2. 信号干扰问题另一个常见的WLAN工程难题是信号干扰。
在现代社会中，无线电和其他无线通信设备的普及使得WLAN信号容易受到干扰。
为了解决这个问题，可以采用频谱分配技术，通过合理的频段规划和信道分配，减少信号之间的干扰。
3. 安全性问题WLAN网络的安全性问题也是WLAN工程中需要关注的难点之一。
由于无线信号的传播特性，WLAN网络容易受到未经授权的用户的入侵和窃听。
为了增强WLAN网络的安全性，可以采用WPA2加密协议、访问控制列表和定期更改密码等措施，保护网络安全。
4. 高速移动环境下的连接问题在高速移动环境下，WLAN工程面临着连接稳定性的挑战。
当终端设备快速移动时，由于信号强度变化和切换延迟，可能导致连接中断或不稳定。
通过采用负载均衡、信号切换算法和移动辅助手段等技术，可以提高移动环境下的连接稳定性。
总结起来，WLAN工程中存在着覆盖范围限制、信号干扰、安全性和连接稳定性等难点。
为了解决这些问题，我们可以采用合理的规划布局、频谱分配、加密协议、访问控制以及切换算法等一系列技术手段。
只有在充分考虑并解决这些难题的前提下，才能真正实现高效、稳定和安全的WLAN网络。
浅谈高铁场景4G无线网络覆盖方案
浅谈高铁场景 4G无线网络覆盖方案【摘要】：当前，我国乘坐高铁出行的人越来越多，高铁4G无线网络覆盖成为了各大电信运营商急需解决的问题。
本文论述了高速场景4G无线网络覆盖面临的挑战，并提出了组网部署策略和覆盖方案，以供大家参考。
关键词：高铁场景；4G；无线网络；覆盖；一、高铁场景4G无线网络覆盖面临的挑战高铁场景通信覆盖的特点是速度快、穿透损耗大、切换频繁，在车厢内使用移动通信网络面临着更大的挑战，其主要表现有：1、高铁列车运行速度高。
列车高速的运动，必然会带来接收端接收信号频率的变化，即产生多普勒效应，且这种效应是瞬时变的，高速引起接收机的解调性能下降，这是一个极大的挑战；2、穿透车体导致网络信号损耗大。
高铁列车采用全封闭车厢体结构，这导致信号在车内穿透损耗较大，从而导致掉线率、切换成功率、连接成功率等 KPI （关键绩效）指标发生变化，网络性能下降。
3、网络切换频繁。
由于单站覆盖范围有限，在列车高速移动之下，穿越单站覆盖所需时间是很短的，必然在短时间内频繁穿越多个小区。
终端移动速度过快，可能导致穿越覆盖区的时间小于系统切换处理最小时延，从而引起切换失败，产生掉线，影响了网络整体性能。
二、高铁场景4G无线网络组网部署策略1、组网策略。
高铁场景4G网络覆盖，可以考虑采用同频组网，也可以考虑使用异频组网。
(1)同频组网。
同频组网采用和大网宏站相同的频点、参数覆盖，不单独设置。
该组网需要兼顾高铁沿线及附近区域的网络覆盖和业务需求；(2)异频组网。
这是高铁覆盖目前普遍采用的组网方案，该组网是针对高铁场景使用单独的频点覆盖，配合独立参数配置以保证高铁场景的网络质量。
对比同频组网，异频组网采用单独位置设区，无需考虑高铁站点与周边站点间的频率干扰，避免覆盖和容量的降低，降低了因位置区更新导致的寻呼失败等异常情况。
通常下，一般高铁沿线场景可选用F或D频段双通道设备+高增益窄波束天线进行背靠背组网。
特殊场景则采用泄漏电缆方式覆盖，每个物理点安装一台RRU(射频拉远单元），以功分方式实现不同方向信号，多RRU进行小区合并实现覆盖。
高速环境下的无线信号覆盖问题
高速环境下的无线信号覆盖问题摘要：在高速铁路环境下, 无线信道的性能发生急剧的变化。
针对高速环境下电波传播的特点,阐述了高速铁路中无线信道的特点并对无线信道进行了建模, 分析了高速铁路中多普勒频移的特性及对误码率的影响, 讨论了隧道传播环境, 最后对无线传输的可靠性进行了分析。
关键词：高速铁路；无线信道；多普勒频移；隧道；可靠性The research of wireless coverage onhigh-speed environmentAbstract: Under the environment of high speed railway, the performance o f w ireless channel would change dramatically . As for the characteristics of the propagation of radio wave, this paper proposed a model o f w ireless channel in high speed railway，analyzed the characteristics and effects of Doppler shift on BER, discussed the propagation environment in tunnel, and finally analyzed the reliability of wireless data transmission.Key words: High speed railway ; Wireless channel ; Doppler shift Tunnel ; Reliability目录一引言 (1)1.1 选题意义及背景 (1)1.2本文研究内容 (2)二高速运动存在的问题 (4)2.1 高速移动下的多普勒频移 (5)2.2 信道的快速变化问题 (9)2.3 高速移动下的重选和切换 (9)三高速环境下无线覆盖解决方案整体思路 (11)3.1 多普勒频移解决方案 (12)3.2 基于 Matlab 软件仿真多普勒频移对信号的影响 (15)3.3时变信道解决方案 (19)3.4 重选和切换解决方案 (20)3.5 专网解决方案 (21)四网络规划和优化的解决方案和建议 (21)4.1 无线传输可靠性分析 (21)4.2 调整GSM基站原有网络覆盖 (22)4.3 无线参数调整 (22)4.4 增加新的网络功能 (24)4.5 结束语 (25)五总结与展望 (26)致谢.................................. 错误！未定义书签。
高速移动环境下的无线通信信道建模与性能评估
高速移动环境下的无线通信信道建模与性能评估无线通信技术的快速发展使人们可以享受无处不在的网络连接，随时随地与他人交流。
然而，在高速移动的环境中，如高速高铁、高速公路等，无线通信受到了很大的挑战。
在这种环境下，传统的无线通信信道建模与性能评估方法往往无法满足需求，需要采用新的技术手段和模型。
高速移动环境下，无线通信信道的建模是十分关键的。
传统的静态信道建模方法，例如瑞利衰落信道模型，无法完全描述高速移动环境下的信道特性。
因此，研究者们提出了多径衰落信道模型和时变信道模型等新方法。
多径衰落信道模型可以更好地描述信号在复杂多路径下的传播特性，而时变信道模型则可以刻画信号在不同时间段内的变化。
这些新的信道建模方法为高速移动环境下的通信系统设计和性能评估提供了有力的工具。
在进行性能评估时，常常需要考虑各种因素对无线通信系统的影响。
首先是信号强度衰减。
在高速移动环境下，随着移动速度的增加，信号的衰减也会变得更加明显。
因此，在性能评估中需要考虑移动速度对信道衰减的影响。
其次是多径干扰。
在高速移动环境中，由于信号的多次反射和折射，会产生复杂的多径干扰。
这些干扰信号会影响到接收信号的质量和可靠性。
因此，性能评估中需要考虑多径干扰对系统性能的影响。
最后是调制与解调技术。
由于高速移动环境下信道的时变性质和复杂性，传统的调制与解调技术可能无法适应。
因此，需要研究新的调制与解调技术，以提高系统的性能和容错性。
为了对高速移动环境下的无线通信系统进行性能评估，可以采用仿真和实验相结合的方法。
仿真可以模拟不同的信道建模和各种因素对系统性能的影响。
通过调整参数和场景，可以得到不同条件下的性能指标。
同时，实验可以验证仿真的结果，并进一步优化系统设计。
通过合理地设计仿真实验和实际测试，可以得到更加准确和可靠的性能评估结果。
然而，高速移动环境下的无线通信信道建模与性能评估仍然存在一些挑战和问题。
首先是复杂性。
由于高速移动环境的复杂性，信道建模和性能评估涉及到多个因素和参数的综合考虑。
高速移动环境下的无线通信链路建模与优化
高速移动环境下的无线通信链路建模与优化随着科技的不断进步和人们对数据传输速度的需求不断增加，高速移动环境下的无线通信链路建模与优化变得愈发重要。
在移动设备普及的今天，我们经常面对的问题就是在地铁、高速列车等快速移动的环境中，网络连接速度的不稳定性以及数据传输的延迟。
本文将从链路建模与优化两个方面进行探讨。
一、高速移动环境下的无线通信链路建模无线通信链路建模是基础且关键的一步，它可以帮助我们理解数据传输中的信号特点以及信号随距离和速度变化的规律。
在高速移动环境下，由于传播路径复杂和移动速度快的原因，链路建模变得尤为重要。
首先，我们需要找到适合描述信号的模型。
广义的链路建模可以分为多径衰落模型、自相关函数模型、参考信号模型等。
多径衰落模型主要用于描述信号在传播过程中由于多个传播路径的存在而产生的衰落现象。
移动设备在高速场景下的传输往往伴随着频繁的信号衰落，因此选择恰当的多径衰落模型可以更准确地预测信号的强度变化。
自相关函数模型主要用于描述连续时间信号在时间维度上的相关性，通过构建信号的自相关函数，可以分析信号在时间上的变化规律。
参考信号模型是通过选取特定的参考信号来描述整个信号传播过程中的特性和规律，常见的参考信号包括高斯脉冲、调制脉冲等。
二、高速移动环境下的无线通信链路优化在建立了准确的链路模型后，我们可以着手进行链路的优化工作。
链路优化旨在提高无线通信链路的可靠性和传输速率，以确保在高速移动环境下数据的稳定传输。
以下是一些常见的链路优化方法：1. 码分多址技术：它是一种将可用频率带宽划分成多个子通道的方法，同时通过编码将每个子通道上的数据进行区分，从而提高整个通信系统的频谱效率。
2. 自适应调制与编码：通过动态调整调制方式和编码方法，根据信道条件的不同来优化链路的传输效果。
随着移动速度的增加，信号质量变差，自适应调制与编码可以根据当前的信道条件灵活地选择合适的调制方式和编码率。
3. 天线阵列技术：通过利用多个天线构成天线阵列，可以提供更强的信号接收和发送能力。
高速移动下轨道交通无线通信系统的多普勒效应
高速移动下轨道交通无线通信系统的多普勒效应
随着现代轨道交通的发展，高速列车和地铁越来越被广泛应用。
然而，在高速移动过程中，轨道交通系统需要实现快速、高效、准确的无线通信。
而多普勒效应是影响高速移动下无线通信的重要因素之一。
多普勒效应是一个物理现象，由于速度引起的波动引起。
当一个发射天线和一个移动对象之间有运动时，无线信号的频率发生了变化，这就是多普勒效应。
在高速移动下，列车或地铁的速度会导致无线信号的频率出现了从原先的高频率到低频率的变化。
这些频率的变化会影响到信号的传输和接收质量。
在高速移动下，由于多普勒效应，无线信号的频率会发生偏移，因此必须采用相关技术来解决这个问题。
根据信号频率的变化和移动对象的速度，传输和接收设备必须调整自己的发射和接收频率，以保证通信的质量。
为了解决多普勒效应对轨道交通无线通信的影响，现代轨道交通系统采用了许多技术来优化无线通信。
其中一个常见的解决方法是使用自适应调制方法，针对移动对象的速度和频率的变化自动调整发射和接收频率，确保通信质量。
此外，还可以采用信道预处理、频率扫描等技术，以优化信号传输和接收效果。
总之，多普勒效应是一个非常重要的因素，对于高速移动下的轨道交通无线通信系统具有很大的影响。
为了解决这个问题，必须采用合适的技术，以确保通信质量，从而提高轨道交通系统的运行效率和安全性。
无线通信所面临的问题
Wireless and Mobile Networks
பைடு நூலகம்
71
Zhenzhou Tang @ Wenzhou University
1.4 无线网络所面临的问题与挑战
1.4.1 恶劣的信道特性 1.4.2 无线信道的干扰 1.4.3 电源管理 1.4.4 无线网络的安全
• 由于无线网络通过无线电波在空 中传输数据，在数据发射机覆盖 区域内几乎所有的无线网络用户 都能接触到这些数据。
• 无线网络另一个安全问题是潜在 的电磁破坏，即有人故意干扰你 的无线网络，使整个网络无法使 用。
• 无线移动设备的能力有限，原来 有线环境下的许多安全方案和安 全技术不能直接应用于无线环境
• 在通信技术领域，关注得更多的 是同频干扰和邻频干扰。
• 同频干扰和邻频干扰能够通过先 进的通信技术来缓解，比如智能 天线、无线资源管理策略等。
• 在网络的规划与部署方面，通过 增加频率保护带、提高滤波精度、 增加站址间距、优化天线安装、 限制设备参数等方法，也能有效 的抑制同频、邻频干扰。
Wireless and Mobile Networks
1.4 无线网络所面临的问题与挑战
1.4.1 恶劣的信道特性 1.4.2 无线信道的干扰 1.4.3 电源管理 1.4.4 无线网络的安全
• 与有线信道的良好信道状况完全 不同，移动通信中的无线信道状 况非常恶劣。
• 必须采用各种技术措施来抵抗衰 落所造成的不利影响。
• 抗衰落的调制解调技术、均衡、 分集合并、扩频、跳频、交织和 纠错编码等
• 无线网络的移动性使得安全管理 难度更大
Wireless and Mobile Networks
高铁环境下无线通信的特点及覆盖方案探讨
了舒适性，却也造成了信号穿透损耗的增加。所以，对无线通 信覆盖进行设计时，就需要考虑列车车体的损耗，确保列车通 信功能的正常。而且在高高速运动是，信号的损耗要大于车辆 静止是的损耗，为了保证通信正常，需要对把所有通信设备的 损耗都考虑进去，无论是手机还是车载设备。
IT技术论坛
TECHNOLOGY AND INFORMATION
高铁环境下无线通信的特点及覆盖方案探讨
张海 贵州省邮电规划设计院有限公司 贵州 贵阳 550000
摘 要 高铁具有线性大跨度的特点，而且由于列车移动速度比较快，在无线通信覆盖上存在诸多困难。本文就对如 何进行高铁环境下无线通信无盖做出了研究，首先分析高铁无线通信环境的特点，然后对不同环境下如何进行覆盖方 案的设计进行了探讨，最后针对高铁的特殊性，研究如何加强优化，保证信号的稳定，提升高铁用户通信速度。 关键词 高铁；无线通信；特点；覆盖方案；5G
引言 高铁具有非常快的行驶速度，再加上车厢的密封性非常
好，倒是无线信号的很容易出现中断等其他情况，覆盖非常困 难。但是随着高铁性能和舒适性的提升，越来越多的人选择高 铁，如何保证高铁无线覆盖也变得非常重要。目前，高铁的无 线通信存在信号损耗严重、多普勒效应等问题，同时，5G网络 建设已经开始，必须充分分析高铁的环境，结合特点做好无线 通信覆盖，提升高铁的舒适度。
2 高铁5G网络的规划 目前高铁网络有两种覆盖方式，分别是和公网同频组网，
以及异频的专网组网，由于5G的频段有心，所以高铁的覆盖可
以采用与公网同频组网的方式。在5G网络的规划当中，需要考虑 网络架构、Massive MIMO的选择、高铁站的间距和设备的选择。
高速移动通信环境下无线通信面临问题
高速移动通信环境下无线通信面临问题在当今数字化、信息化的时代，高速移动通信已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
从智能手机上的高清视频通话，到智能交通系统中的车辆实时通信，高速移动通信的应用场景越来越广泛。
然而，随着移动设备数量的急剧增加、数据传输速度的不断提高以及通信环境的日益复杂，无线通信在高速移动环境下也面临着一系列严峻的问题。
首先，信号衰落是高速移动通信中的一个突出问题。
当移动设备在高速移动时，比如在高速列车上或行驶中的汽车中，由于多普勒效应，信号的频率会发生变化，导致接收端接收到的信号强度不稳定，出现衰落现象。
这就好像我们在听广播时，如果车辆快速移动，广播的声音可能会时断时续、忽高忽低。
这种信号衰落不仅会影响通信的质量，导致语音通话不清晰、视频卡顿，严重时甚至可能导致通信中断。
其次，多径传播也给高速移动通信带来了很大的挑战。
在城市环境中，建筑物、山脉等障碍物会使得无线信号在传播过程中发生反射、折射和散射，从而产生多个传播路径。
这些不同路径的信号到达接收端的时间和强度不同，相互叠加后会造成信号的失真和干扰。
对于高速移动的设备来说，由于其位置变化迅速，多径传播的影响更加复杂，使得信号的解调和解码变得更加困难。
再者，频谱资源的有限性是制约高速移动通信发展的重要因素。
随着无线通信业务的不断增长，对频谱资源的需求也越来越大。
然而，可用的频谱资源是有限的，特别是在一些热门频段，频谱拥挤的问题尤为严重。
在高速移动通信环境下，为了满足高数据传输速率的要求，需要更宽的频谱带宽，但频谱资源的短缺使得这一需求难以得到充分满足，从而限制了通信系统的性能。
另外，切换问题也是高速移动通信中的一个关键挑战。
当移动设备从一个基站的覆盖范围移动到另一个基站的覆盖范围时，需要进行切换以保持通信的连续性。
在高速移动环境下，由于设备的移动速度快，切换的频率增加，切换过程中的信令交互和数据传输可能会出现延迟和错误，导致通信中断或服务质量下降。
无线通信技术的快速发展与高速传输能力
无线通信技术的快速发展与高速传输能力近年来，随着科技的不断进步，无线通信技术取得了巨大的发展，并在各个领域中发挥着重要的作用。
本文将从快速发展的角度探讨无线通信技术，并重点分析其高速传输能力。
一、无线通信技术的快速发展无线通信技术的快速发展离不开信息技术、互联网和移动终端的蓬勃发展。
传统有线通信存在着连接不便、布线困难等问题，而无线通信技术的出现极大地解决了这些问题。
无线通信技术逐渐从2G、3G 转向4G、5G网络，不断提升通信速度、稳定性和覆盖范围，大大改善了用户的通信体验。
1. 2G到5G的技术进步2G时代，我们熟悉的是GSM网络，它在语音通信方面起到了重要作用。
但它的数据传输速度相对较慢，适用范围有限。
3G时代，WCDMA和CDMA2000等技术的出现，使得数据传输速度提升，并实现了移动互联网的初步应用。
而4G网络的到来，则突破了传输速度和覆盖范围的限制，真正实现了高速移动互联网的时代。
5G网络更是在传输速度、延迟和容量等方面有了质的飞跃，为物联网、人工智能等技术的发展提供了强大的支持。
2. 硬件设备的提升随着无线通信技术的快速发展，各种新型的无线通信设备和技术也不断涌现。
比如，蓝牙技术使得各种智能设备可以方便地进行数据传输和连接；Wi-Fi技术使得家庭、企业和公共场所可以实现无线上网；无线充电技术使得手机、电子设备可以实现无线充电，极大地方便了用户。
二、无线通信技术的高速传输能力无线通信技术的快速发展必然伴随着其高速传输能力的提升。
高速传输能力是指无线通信技术在数据传输过程中能够实现更高的速率和更稳定的连接。
1. 高速传输速率随着技术的进步，无线通信技术的传输速率不断提升。
从2G时代的几十kbps到5G时代的几Gbps，无线通信技术的传输速率实现了质的飞跃。
高速传输速率使得用户可以更快速地实现各种在线操作，例如高清视频的流畅播放、大型文件的快速下载等。
2. 高速稳定连接无线通信技术的高速传输能力还表现在其对连接的稳定性的改进上。
5G无线通信系统物理层面临的挑战分析
5G无线通信系统物理层面临的挑战分析1、无线通信物理层技术基础物理层技术特别是调制、编码、多址、双工等技术，可以说是无线通信技术中的核心与灵魂，在学术界进行了广泛而深刻的研究。
随着移动通信的迅速发展和芯片技术进步带来的处理能力大幅提升，很多以前提出的技术在产业界得以实现，因而近二十年来无线通信应用技术迎来了爆发式的发展。
新技术应用带来了频谱效率和用户体验的大幅提升，速率从不足100kbit/s发展到了100Mbit/s以上。
然而，技术飞速发展繁荣的另一方面是，现有通信技术实现了自20世纪50年代以来无线通信原理上的大多技术储备，想要寻求突破性的物理层技术变革已非常困难。
可这也说明了现有技术在相当广阔的领域内已经达到原理上的极限，更重要的或许不再是突破极限而是更加灵活的应用。
由于场景多种多样，很难有一种技术适用于所有场景，因而如何将不同场景下的技术整合起来，采用灵活的物理接入技术将是物理层技术未来主要的发展方向之一。
2、LTE系统物理层技术分析现有LTE系统物理层技术中，编码采用Turbo码，调制采用QAM （QuadratureAmpli-tudeModulation，正交振幅调制）技术和MIMO技术，多址技术是OFDMA（OrthogonalFre-quencyDivisionMultipleAccess，正交频分多址）/SC-FDMA （Single-carrierFrequency-Di-visionMultipleAccess，单载波频分多址），双工则是FDD或TDD两种方式。
根据信息论中香农有噪信道传输定理，存在被称为信道容量的界，使得一切小于信道容量的速率都能无差错传输，而大于信道容量速率的传输都会出现差错。
而信源信道编码分离定理又表明，可以分别进行信源编码和信道编码而不损失信道容量，这使得现有通信技术在物理层传输时都不考虑信源编码，即假设信源编码是理想的，这时信道编码的输入便是独立等概率分布的0、1比特。
高铁环境下无线通信的特点及覆盖方案
根 据 Ｉ ｕ． Ｔ Ｒ的建 议 ，隧道 信 号强 度 损 耗 可 以预
估 为 ：Ｌ ２ ｇ＋ ０ ｌｄ２ ｄ ＝ ０ ｌｆ ３ ｇ －８ Ｂ。其 中ｆ 为频率 ，ｄ 移动
终 端 和 天线 的距离 。若单 个 Ｒ Ｕ的 发射 功率 为 ８ Ｗ Ｒ ０ （ ９ Ｂ ），假设 在ＧＳ ０ 的 网络 中 ，其 隧道信 号 ４ｄ ｍ Ｍ９ ０
ｃ快衰落 ）
在 无 线 网络 的覆 盖 时 ，必 须考 虑 车体 损 耗 ，这
快衰 落又称 多径衰 落 ，无 线信道 就是一 个多径 衰
样才 能保证 无线 通话 的正常进 行 。另外 ，列 车在 高速 运动 中的损耗还 要大 于上表 中停止 状态 的损耗 ，因此
弱的信道 ，由于无线信号从信号源发 出后 因受到各种复
为满足 高铁无线 网络的覆盖 ，专 网 （ 专门为高铁用 户使用 的无线 网络 ）建设是必不 可少 的 ，但专网建设成 本远高于利用铁路沿线的公网基站进行对铁路的覆 盖 ，
的所有频段。根据隧道长度 的划分 ，可分成短 、中长 、 长距离隧道 ，且覆盖方案也有所不同，归结如下表 ：
黻逆 ｌ 殳 鼬 脚隧 嵫 蚓 搿 范 ＜２０ ０ｍ 豫 疗寨 崩 嘲 八 爪 九 线 宜 皴 在醛 越 【 列 个 隧 邀进 Ｉ 行镬蔷 ｒ 疑距 离 隧 进 ２× ． ｍ ［ｍ２ ＞ ｋ 被 站域 址 Ｒ ￣潞 ｆ 式 ｝缆 摧 ＲＩ ｌ 乜 ＋ Ｕ ．
影 响巨大 。在 无线 系统 中 ，可 以设置 接收 时限来抑制
ｂ
岸 号
基站 与 铁 路的 垂蛊 距 离
＜５ｍ ０ ５－∞ ｍ ０ｌ
夭 线选 型
举絷 墩 天线 ， 艘 波 求天 线 ａ （ Ｄ ３Ｒ ８Ｂ ２ 啦 Ｏ Ｐ ０２ １ ｄ
高速移动通信环境下无线通信面临的问题
高速移动通信环境下无线通信面临的问题高速移动通信环境下无线通信面临的问题⒈前言随着科技的进步和移动互联网的普及，高速移动通信环境下的无线通信面临着一系列问题。
本文将详细介绍这些问题，并提出解决方案。
⒉频谱资源有限在高速移动通信环境下，频谱资源变得更加有限。
由于无线通信设备的普及和数据流量的增加，现有的频谱无法满足用户的需求。
因此，需要研究和开发更高效的频谱分配和利用方法。
⒊信号干扰在高速移动通信环境中，移动设备会产生大量的信号，而这些信号之间会相互干扰，影响通信质量和速度。
解决这个问题的方法包括优化信号调度算法、增加天线数量和改进调制解调器的性能等。
⒋传输延迟高速移动通信环境下，由于信号传输距离增加和障碍物增多，通信的传输延迟也相应增加。
解决这个问题的方法包括优化网络拓扑结构、引入缓存技术以及使用更高效的数据传输协议等。
⒌安全性问题随着无线通信的普及，安全性问题变得越来越重要。
高速移动通信环境下，通信数据容易受到窃听、篡改和伪造等威胁。
解决这个问题的方法包括加密算法的使用、身份认证的强化以及网络监控和入侵检测系统的建立。
⒍设备能耗在高速移动通信环境中，移动设备需要更多的能量来支持高速数据传输和处理。
因此，设备能耗也成为一个重要的问题。
解决这个问题的方法包括优化设备功率管理策略、引入更节能的硬件和软件设计以及推广使用可再生能源等。
⒎法律法规及注释本文所涉及的法律名词及其注释如下：●频谱分配：由或相关机构进行的频谱资源划分和分配工作，用于无线通信设备的使用。
●信号调度算法：用于优化信号资源分配和调度的算法，用于提高通信质量和吞吐量。
●调制解调器：用于将数字信号转换成模拟信号的设备，并进行信号解调的设备。
●数据传输协议：用于实现数据传输的规则和流程，保证数据的可靠性和完整性。
●加密算法：用于对通信数据进行加密和解密的算法，保证数据的机密性和安全性。
●身份认证：用于验证通信方身份的过程，防止伪造和篡改。
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子载波序号
0
符号序号
0.5
0 15 10 10 5 子载波序号 0 0 5 时间序号 15
子载波序号
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2.3 信道多普勒谱
实际信道的多普勒谱将引起系统 产生时变的载波频率偏移。
理想
实际
实际
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三、影响无线系统传输性能因素分析
同低速移动通信系统相比,在高速移动环境下，影响移动通信系 统传输性能的主要因素有两个: 1.由于多普勒频移引入的时变载波频率偏移,载波频率偏移使采用 多载波技术体制的上下行链路符号内产生子载波间干扰(ICI)和用 户间产生多用户间干扰(MAI),降低系统性能。 2.信道的快速变化，对于多载波技术传输体制OFDMA和SC-FDMA而 言，快速变化的信道是多载波符号内部产生子载波间干扰，不同 的多载波符号间产生时间选择性衰落。由于插入导频密度的限制 ，快速变化的信道还使信道估计性能性能恶化，从而降低整个系 统的性能。
补偿
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3.1多普勒频移引入的时变载波频率偏移(续)
4%–5% of the subcarrier distance 不能忽略.
Error floor in performance
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3.1多普勒频移引入的时变载波频率偏移(续) 接收到的多普勒谱
校正后的多普勒谱
MSE
10
-6
0
5
10
15 20 SNR (dB)
25
30
35
10
-4
0
5
10 SNR (dB)
15
20
25
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4.1 多普勒频移引入时变频偏估计(续)
在用户从一个小区软切换到另外一个小区时，由于两个小区给用 户发相同的数据，两个小区的多普勒频移符号相反，这些方法的估计 性能恶化。
48 46 44 42
SINR(dB)
70 60
k=9 k=18
500km/h
SINR(dB)
50 40 30 20
40 38 36 34 32 500km/h 350km/h
10 0
30 0.02
0
500 fd(Hz)
1000
1500
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0.09
0.1
归一化的频偏值ε
-1
FER
10
-2
10
-3
子 帧 内 信 道 不 变 （ k=9） 子 帧 内 信 道 不 变 （ k=18） 符 号 间 信 道 变 化 （ k=9） 符 号 间 信 道 变 化 （ k=18）
10
-4
0
5
10
15 Es/No （ dB）
20
25
30
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3.2 时变信道(续)
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2.1 信道模型(续)
3GPP TSG-RAN WG4 (Radio) Meeting #41 Riga, Estonia, 6th November – 10th November, 2006 R4-061161
Parameters for high speed train deployment scenarios for BS requirements
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4.2 多普勒频移引入时变频偏跟踪(续)
车速为350km/h时利用AR模型平滑估计出多普勒频移和实际的频移的比较图
0.06 利 用 AR模 型 后 的 频 偏 值 实际频偏值 0.04
0.06 利 用 AR模 型 后 的 频 偏 值 实际频偏值 0.04
10
-5
10
-6
0
5
10
15 20 SNR（ dB）
25
30
35
0
5
10
15 20 SNR （ d科技大学
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4.1 多普勒频移引入时变频偏估计(续)
影响上行链路多普勒频移引 入时变频偏估计性能主要因素是 多用户干扰，使系统性能产生差 错基底。要消除差错基底需要开 展多用户信号分离和用户间干扰 抵消方法的研究。 上行链路多普勒引入时变频 偏估计与下行链路不同，在切换 时不存在下行链路的状况。
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3.2 时变信道
快速变化的信道对于多载波体制的通信系统的影响可以分为三个方面： （1）符号内部产生子载波间干扰，（2）符号间选择性衰落，（3）恶 化信道估计性能。
（1）符号内部产生子载波间干扰
50
一个符号内多普勒频移和载干波变化曲线 80
k=9 k=18 350km/h
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3.1多普勒频移引入的时变载波频率偏移 例如高速列车时速高达350km，接近100m/s，载波频率考虑2.3GHz
，其最高多普勒频率为746Hz,根据LTE-TDD传输标准中的子载波间隔为 15KHz，用子载波间隔归一化后为0.049。考虑上下行链路之间的关系和系 统特点，系统可能面临的归一化最高多普勒频率为0.1左右。
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一、概述(续)
移动速度在120km/h以内，基本上可以达到性能指标要求。但随着速度 的进一步增加，高码率和高阶调制组合的高速率传输方案逐渐达不到性 能指标要求，且存在差错基底（error floor）。
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二、信道的时变特性
2.1 信道模型
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4.1 多普勒频移引入时变频偏估计
多普勒频移引入时变频偏估计中，我们研究了第一种利用接收信号的 特征的估计方案。频偏在上行和下行链路中都使接收信号产生时变的相移 。多普勒频移引入时变频偏的特性类似系统存在的剩余载波频率偏移，通 过估计相移得到频偏。
可以使用的算法有基于CP的估计方法、导频辅助的估计方法（PTA）、 判决数据辅助的估计方法（DD）。
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4.1 多普勒频移引入时变频偏估计(续)
10
-2
10
0
10
-3
CP k=9 CP k=18 DD k=9 DD k=18 pilot k=9 pilot k=18
10
-1
FER
10
-4
10
-2
10
-5
10
-3
理 想 k=9 理 想 k=18 CP k=9 CP k=18 DD k=9 DD k=18 pilot k=9 pilot k=18
（3）上下行链路多载波符号内部子载波干扰消除问题；
（4）克服符号间信道变化引起的时间选择性衰落问题；
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四、多普勒频移估计、补偿与跟踪
为了克服多普勒频移的影响，我们将抗多普勒频移分成：时变频偏估计 、跟踪与补偿三个阶段。 多普勒频移引入时变频偏估计的方案有两种；第一种是上下行链路利用 接收信号的特征进行估计；在移动速度达到350km/h时，在一个时隙或子帧 内，列车移动距离大约在0.05—0.1m，时变的频偏可以近似为不变，通常以 时隙或子帧为单位进行时变频偏估计；第二种是利用列车传感器给出的速度 和相对于基站的位置信息，实时计算出由于移动引入的多普勒频移。
Ericsson
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2.2信道时频变化图
1.2 1 0.8
K=9
1.5
幅度
0.6 0.4 0.2 15 10 10 5 0 0 符号序号 5 子载波序号 15
1
幅度
K=18
0.5 0 20 15 15 10 5 5 0 10
K=0
2 1.5
1.5
1
幅度
1
幅度
0.5 0 20 15 15 10 5 5 0 0 符号序号 10
15
20
25
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1.5
幅度
幅度
0.5
3.2 时变信道(续)
（2）符号间选择性衰落
10
0
1
1
0.5
0 20
0 20 15 10 5 子载波序号 0 0 5 符号序号 10 15
15 10 5 子载波序号 0 0 5 符号序号 10
15
符号间信道变化对误帧率性能的影响
10
在这种情况下，需要采用同步信道数据进行多普勒频移引入时变频偏估计。
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4.1 多普勒频移引入时变频偏估计(续)
采用同步信道数据互相关处理进行多普勒频移引入时变频偏估计
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4.1 多普勒频移引入时变频偏估计(续)
由于多个用户信号的混合，在多普 勒频移引入时变频偏估计中，需要 对各个用户信号进行分离。分离可 采用时域或频域滤波的方法。
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一、概述
高速铁路和高速公路的开通和应用,使未来移动通信系统面临高速 移动环境。在高速移动环境下，无线通信系统会产生大的多普勒 频移，信道会发生快速变化，这些变化会严重地降低移动通信系 统的性能。
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一、概述(续)
针对高速移动环境下的移动通信系统，TDD-LTE在物理层中， 从帧、时隙和OFDM符号长度的选择、上下行链路的切换参数， 子帧中导频/前导插入频率 等方面进行考虑。
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3.2 时变信道(续)
（1）符号内部产生子载波间干扰
10