王忠峰，王富章，2，董兴芝，2

(1.中国铁道科学研究院研究生部，北京 100081； 2.中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所，北京 100081)

1 概述

近年来，高铁作为高速、便捷、远距离出行的公共交通工具，越来越受到旅客的青睐。同时，随着科技的发展，智能手机、笔记本电脑等移动设备的普及，以及4G-LTE网络的逐步开通，人们对于乘坐高速列车旅行过程中能够享受稳定网络服务的需求也日渐增长。而如今大多数无线通信系统都是面向中低速移动下的用户而设计的，因此，基于铁路高速运行环境下，将会面临着铁路通信信道快速变化、频繁小区切换等特有问题，造成了传统通信系统的性能降低。高铁车厢一般采用全封闭式铝合金不锈钢材料组成，无线电波穿过车厢将会产生严重穿透损耗[1]。根据相关研究，穿透损耗往往在20～35 dB范围内，这会严重影响车厢内移动端的无线环境。因此，基于移动中继的双跳模型成为一种有效的解决方案。利用置于车厢顶部的多天线移动中继以克服车厢的穿透损耗，同时为多天线技术的应用提供了硬件基础。波束成形技术是一项使用一定的算法对多个天线收到的信号进行处理来改善接收端信噪比的技术，可以有效利用多天线的空间分集增益，进而提高移动中继对下行信号的接收质量[2]。

另外一方面，目前的“复兴号”列车已经可以达到350 km/h的运行速度，高铁场景下的无线信道快速变化的特征更加明显，即使是同一个LTE时隙内的无线信道也会发生较大变化。……