28 GHz室内毫米波信道路径损耗模型研究

毫米波信道建模是第五代（the 5th Generation,5G）移动通信系统的关键技术,而路径损耗是表征毫米波信道传播大尺度衰落影响的重要参数.为了更好地理解毫米波信道的传播特性,应进行广泛的信道测量与建模.因此,对28 GHz室内环境进行了信道测量,并给出了相应的毫米波信道路径损耗模型,同时基于入射及反弹射线法/镜像法仿真分析了路径损耗传播特性.研究结果表明:实测结果与仿真结果一致性吻合良好,从而验证了入射及反弹射线法/镜像法的正确性;自由空间邻近（Close-In,CI）参考距离路径损耗模型表达式更简洁,鲁棒性更强.最后,本文给出了一种普遍适用的用来表征室内视距（Line-of-Sight,LOS）与非视距（Non-Line-of-Sight,NLOS）环境28 GHz与60 GHz毫米波信道的路径损耗模型.     

毫米波在通信领域的应用与产业化

对短距离高速无线通信需求的日益增长,各国在60 GHz频段相继分配了超过5 GHz带宽的免许可频谱,60 GHz毫米波无线通信成为广受关注的新热点之一。在介绍毫米波技术的基础上,概述了其在通信领域的产业应用,以及60 GHz标准化和产业化的发展趋势及面临的挑战。     

一种计算毫米波微带天线阵馈线损耗的方法

微带阵列天线增益的计算必须计入微带线损耗才有可靠精度,为此提出了一种计算毫米波微带天线阵整体馈线损耗的方法,导出了256元并馈阵、192元串并馈阵的损耗计算表达式,计算值与现有实测值相比较证实了本方法的有效性。     

基于多层感知器神经网络的路径损耗预测研究

为了更好地服务于5G及未来无线通信系统的网络规划与优化,开展了基于多层感知器(multi-layer perceptron, MLP)神经网络的路径损耗预测研究. 利用有限的地物类型,提出一种表征传播环境的简易方法,避免了繁琐的三维场景建模. 结合测量数据和由环境表征方法提取的环境特征,基于MLP神经网络建立了路径损耗模型. 数据实验的对比分析表明MLP神经网络能够实现路径损耗的准确预测,且环境特征的引入有助于提升模型性能. 为解决干扰地物影响路径损耗模型的准确性以及模型对环境变化的敏感性问题,根据视距(line-of-sight, LoS)和非视距(non-line-of-sight, NLoS)标签改进环境表征方法,进一步提升了模型的稳定性和泛化能力. 所做工作有助于了解无线电波传播特性,为无线网络优化和通信系统设计提供了理论依据.     

海上毫米波通信技术

随着海上编队从濒海走向远洋,传统的点对点通信向综合信息传输网络化方向的转变势在必行,进而突显了对带宽的渴求。毫米波通信在解决带宽瓶颈、减轻设备载荷等方面有其独特优势。结合工作实践,分析了毫米波通信现状及其在海上实现时的主要技术途径,提出了毫米波通信系统组成模型,为毫米波通信在未来大型海上编队中的应用研究奠定了基础。随着时间的推移与技术的进步,毫米波通信技术在海上通信领域会获得广泛应用。     

基于射线跟踪的空地毫米波传播损耗预测

传播毫米波传播损耗模型假设收发端天线高度比较低,不直接适用于空地传输场景,本文基于射线跟踪原理提出了一种空地场景下毫米波通信的传播损耗统计模型。该模型推导分析了视距、反射、绕射和无信号四种不同传播情况的路径概率,并综合考虑了环境、频率、距离和天线高度等因素对路径损耗的影响。仿真分析结果表明,本文模型对不同场景和传播高度都具有良好的适用性,对于非视距情况的细化分类使其计算结果,比传统模型更为精确且与射线跟踪仿真结果更为吻合,可用于空地毫米波通信系统设计和算法优化等领域。      

基于神经网络的毫米波跨场景路径损耗预测研究

毫米波通信因其可以提供更高的传输速率和系统容量受到了广泛关注。无人机空地通信技术是未来通信网络的重要组成部分,路径损耗预测对于无人机的节点布局、轨迹优化和功率分配具有重要意义。针对无人机通信多场景PL预测问题,结合参数化的几何场景和多输入反向传播神经网络,提出了一种具有跨场景能力的PL迁移预测模型。该模型利用有限场景下信道数据进行网络训练,可以预测未知新场景下的PL。最后,利用射线跟踪仿真数据进行模型有效性验证,仿真结果表明,所提模型的神经网络训练收敛效果较好,在新场景下预测PL结果与RT仿真结果基本吻合,验证了该模型的跨场景迁移预测能力。     

一种基于人体通信的路径损耗模型

随着智能可穿戴设备的发展,人体通信(Human Body Communication,HBC)为体域网智能传感器及传感器网络在医疗领域的发展提供了新的思路。针对体域网发展的实际应用,对人体周围的信道特性进行完整的研究十分必要。在采用完整人体模型的基础上,应用时域有限差分法,对HBC频段人体信道特性进行了仿真,得出频率和距离对路径损耗特性的关系。同时针对颈部、背部非直射链路进行了仿真研究。结果表明,人体表面5条主要链路中左胸-右胸链路通信性能最佳。在整个HBC频段,路径损耗特性与频率及距离密切相关,随着频率增加,路径损耗逐渐降低,而路径损耗特性与距离间具有定量的数学关系。在体表的非直视链路,路径损耗和相同表面距离的直射链路路径损耗相同,路径损耗仍与体表距离存在定性的数学关系,同时信号的到达前后也与体表距离密切相关。     

一种60GHz毫米波的四参数模型

在传统毫米波四参数模型的基础上,通过分析60GHz毫米波特有的传输特性,运用大、小尺度衰落概念模拟幅值,同时改用延时箱对时延的模拟,构造出符合60GHz毫米波特性、复杂度较低、模拟效果较好的时域模型.根据该模型,用Matlab进行编程仿真.通过仿真结果的分析,该模型完全符合60GHz毫米波的物理传输特性,而且还能较准确地进行统计分析,达到了对60GHZ毫米波进行快速模拟,快速分析的目的.     

毫米波损耗角正切的测量

本文介绍微波材料毫米波复介电常数和损耗角正切的简易测量方法 ,重新推导有关公式 ,给出测试步骤、计算步骤 ,并给出测试实例。     

60 GHz毫米波无线网络中基于归一化分阶效用函数功率控制算法

由于基于SINR(Singal-to-Interference plus Noise Ratio)硬判决的分布式功率控制算法往往导致不收敛,所以该文将非合作博弈论应用在60 GHz毫米波系统的功率方案中。结合60 GHz毫米波系统多SINR门限值的特点,该文设计了一种新的基于归一化效用函数的功率控制算法。文中证明了纳什均衡点的存在性和唯一性。通过数值仿真分析验证了该算法简单易行,并能以低发射功率获得较高传输速率。同时,该文分析了不同平滑因子和代价因子对仿真结果的影响。     

毫米波室内传播场景的蚁群优势路径搜索方法

为更高效地实现毫米波室内传播特性分析,提出了一种基于蚁群算法的快速射线追踪方法.该方法利用蚁群分布计算和启发式搜索原理寻找电波传播优势射线路径,并选取室内传播中能量较高的优势射线路径代替所有射线路径进行分析,用于降低算法复杂度和提高执行效率.通过典型室内场景下28 GHz、32 GHz和38 GHz三个频率信道特性的仿...     

一种新的无线电波传播路径损耗模型

使用渗流网格建模无线电波的随机传播环境,在此基础上使用随机射线方法,从概率论的角度得到若干路径损耗的解析公式.经过与经典路径损耗模型以及其他由非波动方法得到的路径损耗模型的比较之后,从逻辑上推断出一个新的路径损耗模型.对新模型中参数的取值范围进行了讨论和分析,最后使用城市密集传播地区的测量数据验证新的路径损耗模型的精确性.     

基于三维抛物方程的路径损耗预测模型

为实现通信网络的优质覆盖和基站选址的优化布局,研究城市环境中电波传播的路径损耗预测模型尤为必要。文章通过STL数据的三维重建技术,结合K-means聚类算法对传播环境进行电磁建模,采用三维抛物方程解算电波传播过程,形成了路径损耗预测模型。仿真结果与经验模型相比,表明本模型不仅能准确地反映出电波的衰减趋势,还可预测环境反射、散射造成的多径衰落;街道场景下本模型的仿真结果和实测路径损耗基本吻合,验证了本文模型的正确性。     

一种基于非完全数据的路径损耗模型选择算法

为尽可能选择反应实际信道衰减特性的路径损耗模型,该文针对无线传感器网络中的路径损耗提出一种多模型选择算法。首先分析一组路径损耗模型的统计特性,然后考虑接收信号强度(RSS)的非完全数据,提出基于期望最大化(EM)的参数估计算法,最后在准则函数的基础上给出表征模型优劣的权重系数,建立了一种进行路径损耗模型筛选的量化方法。实验分析表明,该算法的参数估计较为准确,且与同类算法相比,该算法甄别出的最优模型与实验数据有较好的拟合度。     

60GHz毫米波通信中贪婪迭代的波束成形方法

目前，60GHz毫米波通信标准（802.11.ad，802.15.3c）中采用基于码本的波束成形技术,其性能并非最优且在天线数较大时，搜索复杂度较高。该文基于以上两点提出了一种贪婪迭代的波束成形方法。首先寻找最佳分区中的中心波束作为初值，然后逐次在每根天线上选取移相器可能取值（1，-1, i , -i）中的最优值作为权重值，最后在收发端进行迭代，直至算法收敛。仿真表明，该方法不仅能够获得更高的频谱效率，同时具有线性复杂度，在毫米波阵列天线数较多时具有较大的优势。      

雾环境下非视距散射光通信最佳链路分析

基于概率论和随机迁移理论,建立多次散射随机模型,采用蒙特卡洛方法仿真分析了辐射雾条件下,不同的通信距离条件时,近红外信号光在大气传输信道中传输的路径损耗与能见度之间的关系,指出在给定的通信距离以及给定的系统发送端发送仰角和发送光束束散角,接收端接收仰角和接收视场角等几何参数下,会存在一个能见度使得在这个能见度条件下信号光传输的损耗最小。在通信距离、能见度给定的情况下,针对大气散射通信几何构架中的各个参数的改变都会对非视距大气散射光通信链路路径损耗产生影响,通过模型仿真,提出辐射雾环境下最优化通信链路几何构架。仿真中采取808 nm 波长的激光二极管(LD)作为光源。     

面向风载作用的毫米波通信系统性能评估

风致振动会造成毫米波系统天线相对位置变化,导致辐射角度偏移,进而影响通信系统性能.针对风载荷的随机性,提出了一种面向风载作用的毫米波系统性能的创新评估方法,基于概率可靠度理论,以使用抛物面天线的某毫米波系统为研究对象,分别推导出了风速与系统中断概率以及信道容量的数学表达式.仿真计算结果表明,当系统天线装载于某19.2 ...     

距离无关的室内路径损耗模型的建立

针对传统室内路径损耗依赖于距离以及其信道参数在LOS(视距)和NLOS(非视距)下的不确定性问题,提出了一种室内的纯统计路径损耗模型.该模型以距离作为随机变量,并引入室内路径切换频度表示LOS和NLOS的信道条件,从而消除路径损耗对距离的依赖以及信道参数的不确定性.通过该模型,在毋需知道路径长度的情况下,根据操作空间的半径和室内路径切换频度以及路径损耗的置信度估算出路径损耗,同时该模型也提出了3种服务质量(QoS)以满足不同的客户需求,与总是以最大功率发送信号的传统模型相比大大优化了资源配置.经实例验证表明,此模型应用方便,是一种简单且实用的模型.     

一种新型毫米波8路功分器/合成器的设计

设计了一种Q波段8路功分器/合成器。利用波导功分器及微带功分器混合设计,提出了波导-微带4路功分器与3 dB Wilkinson电桥一体化设计思想,设计出一种较高隔离度,结构紧凑的新型8路功率分配器/合成器。通过高频电磁仿真软件(HFSS)仿真设计,在42 GHz~47 GHz频带范围内,8路分配器输出端口反射损耗优于-19 dB;8路输出端口的幅度不平衡度小于0.25 dB,相位不平衡度小于0.5o,插损小于0.25 dB;4个输出口之间的隔离度大于9 dB,是一种较为理想的8路功率分配器/合成器,在实际小体积高合成效率要求的固态功率合成领域,以及具有小体积的多路信道实现中,具有较高的应用价值。