359-高铁场景多普勒频移计算.docx

高铁场景多普勒频移计算最近写了好几篇关于高铁场景的5G网络文章，这里主要介绍在5G网络中，什 么条件才是高铁场景下面是HST（High speed train）的条件：• Scenario 1-NR350 / Scenario 1-NR500:: Open space• Scenario 3-NR350 / Scenario 3-NR500:: Tunnel测试基带性能的高速列车条件是两个非衰落信道对于具有接收分集的基站每个天线在每个时刻的多普勒偏移（Doppler shift）时间变化是相同的两种情况下的多普勒频移由以下公式得出：f C)二 f COSO C)sd 公式 1其中，fC）多普勒偏移，fd是最大多普勒频率，0（t）角的余弦由下面的公式给出（根据角度不同，计算公式也不一样）COSOD 2 — vt公式 2— sJd 2 +(D 2 — vt)2min sCOSO—1.5 D + vtD v < t < 2D /v公式 3CO SO(t)=公式 4CO SO(t mOd (2D sDJ2为列车与BS的初始距离，D min为BS到轨道的距离，均以米为单位；"为列车速度，单位为m/s，t为时间，单位为秒。

表1和2列出了 350KM/h和500KM/h所需的输入参数图1、2、3和4所示 为350km/h时变多普勒频移，图5、6、7和8所示为500km/h时变多普勒频 移对于350km/h的情况，基于15kHz SCS，对于n1频带，基于30kHz SCS的 n77频段，推导出多普勒频移对于500km/h的情况，基于15kHz SCS的n3频 带和30kHz SCS的n77频带，推导出多普勒频移然而，无论基站的工作频率 如何，都适用相同的多普勒频移要求，因此对于较低频率，支持的速度较高ParameterValueScenario 1-NR350Scenario 3-NR350 （隧道）Ds700 m300 mD .150 m2 mv350 km/h350 km/hfd1340 Hz for 15kHz SCS1340 Hz for 15kHz SCS2334 Hz for 30kHz SCS2334 Hz for 30kHz SCS表2: Parameters for high speed train conditions for UE velocity 500 km/hParameterValueScenario 1-NR500Scenario 3-NR500 （隧道）Ds700 m300 mD .150 m2 mv500 km/h500 km/hfd1740 Hz for 15kHz SCS1740 Hz for 15kHz SCS3334 Hz for 30kHz SCS3334 Hz for 30kHz SCS所以，给出的条件是列车与基站的距离 700 米（可以理解为站间距 1.4 公里， 这个距离已经很大了，目前 LTE 高铁专网的站间距都是 600—800米），基站离 铁轨150 米（这个也很远）N工)」B_ddoa20 30Time (sec)3000200010000 -1000 -2000 -3000图1: Doppler shift trajectory for scenario 1-NR350 (15 kHz SCS)30002000WOO-1000-2000-3000020 30Time (sec)图2: Doppler shift trajectory for scenario 3-NR350 (15 kHz SCS)图1和图2显示，在子载波间隔15khz的情况下，频率是nl,多普勒频移已经 达到 1khz 了。

Time (sec)300020001000 0-1000-2000-300020 30Time (sec)图4: Doppler shift trajectory for scenario 3-NR350 (30 kHz SCS)图3和图4显示，在SCS=30khz,使用n77频谱(电联就用的这个频段)，时 速350km空旷场景和隧道场景多普勒频移到达了 2khz，貌似该参数满足不了使 用3000200010000-1000-2000-300001020Time (sec)4020 30Time (sec)3000200010000 -1000 -2000 -3000图 6: Doppler shift trajectory for scenario 3-NR500 (15 kHz SCS)图 7: Doppler shift trajectory for scenario 1-NR500 (30 kHz SCS)30002000WOO0-1000-2000-30001020 30Time (sec)4050在速度为500km/h时，多普勒偏移更明显，该参数不能满足要求图1说明了 UL定时调整性能测试的移动传播条件。

参考定时和第一次tap之间 的时间差根据公式5确定移动UE和静止UE之间的时间差对于15kHz SCS等 于 At - (T -31)x16x64T，对于 30kHz SCS 等于 At - (TA c A-31)x16x32T所有tap之间的相对时间是固定的移动传播条件的参数如表cG.4-1所示T是5G网络中的最小时间单位，有文章专门介绍)c图9: 移动传播条件A公式 5At = — - sin(A® -1)表3: Parameters for UL timing adjustmentParameterScenario YChannel modelStationary UE: AWGNMoving UE: AWGNUE speed350 km/hCP lengthNormalA15 kHz: 10 Ms30 kHz: 5 psa®15 kHz: 0.13 s-130 kHz: 0.26 s-1备注:上行TA场景Y中不考虑多普勒频移。