张逸康 王公仆 叶如意

摘要：高架桥场景是高铁无线通信中的重要场景之一。针对该场景下的复合信道，基于瑞利信道模型和莱斯信道模型，对概率密度函数进行分析，推导出了两种新的概率密度函数。这不仅丰富了高铁高架桥场景下的无线信道理论，而且对未来高铁无线通信系统设计和优化有参考价值。

关键词：无线信道；概率密度函数；高架桥场景；高铁无线通信；复合信道

Abstract： The viaduct scenario is one of the most important scenarios in the high-speed railway （HSR） wireless communications. For the composite channel in this scenario， the probability density function is analyzed based on the Rayleigh and Rician channel models， and two new probability density functions are derived. This can enrich the wireless channel modeling theories， and contribute to the design and optimization of wireless communication networks on HSR.

Keywords： wireless channel； probability density function； viaduct scenario； HSR wireless communications； composite channel

隨着中国高铁的飞速发展，截至 2019年底，高铁营业总里程已经达到3.5×104km[1]。2019年底投运于京张高铁的智能型复兴号动车组，标志着中国率先开启了世界智能高铁的新时代和中国高铁发展的新局面[2]。

随着人们对高铁中无线通信质量需求的提高，越来越多的专家、学者开始深入研究高铁无线通信系统。高铁列车快速行驶，中国高铁沿线地形复杂多变。这种高时速、多地形的无线信道具有高多普勒频移、快速时变和快速切换的特点。高铁时速的增加给高铁无线通信带来了巨大的挑战[3]，这些挑战具体包括如何评估由于快时变引起的多普勒效应对系统性能的影响，如何进行快速无线时变信道参数估计，以及缺乏高铁场景无线信道的实际测量和数据分析等方面。

高架桥是一种常见的高铁场景。例如在京沪高铁线路中，有超过70%的场景是高架桥[4]。与其他场景相比，高架桥场景下的无线信道相对容易分析处理。

人们对高铁的无线信道模型做了一系列研究：文献[5]提出了无线信道中新的注水算法；……