大规模多天线无线信道及容量特性研究

基站端配置大量天线构成的大规模多天线系统,可以进一步挖掘空间域增益,大幅度提升无线通信系统传输容量和功率效率.从理论上看,大规模多天线系统获得空间域增益的前提条件是传播环境中的各子信道满足正交条件.准确的获取无线信道信息是通信系统研究的基础,它为通信系统的链路级仿真、样机试验和标准制定提供理论基础和技术支撑.本文研究了大规模多天线无线信道的特点,总结了国内外大规模无线信道的测量与建模,通过随机矩阵特征值经验概率密度函数角度研究了Massive MIMO无线信道的信道容量,并给出了球面波信道建模和阵列域的相关性与非平稳特性为下一步的两个研究方向.     

无线信道建模的研究方法简介

研究无线信道的传播特性并建立信道模型,是构建无线通信系统的基础。本文介绍了无线信道建模的研究方法及其分类,并介绍了几种经典的信道模型。     

室内办公室场景10 GHz频段传播特性研究

为了探索高频段宽带短距离无线通信的可行性,测量了10 GHz频段室内办公室场景的无线传播特性.基于大量的实测数据,分别建立了室内视距(Line-of-Sight,LOS)和非视距(Non-Line-of-Sight,NLOS)两种场景的路径损耗模型,并给出了阴影效应Xσ的统计特性.通过对测量频率响应傅里叶反变换得到冲击...     

多用户大规模 MIMO 系统中能效的研究

针对多用户下行大规模多输入多输出（multiple input multiple output ,MIMO）无线通信系统,提出一种基于能效的联合优化方案。该方案在采用同时考虑发射功耗和电路功耗的功耗模型以及迫零（zero forcing ,ZF）预编码的情况下,推导出天线数、天线子集以及发射功率与系统能效之间的关系式,从而建立联合优化天线数,天线子集和发射功率的能效优化模型,并提出一种新的迭代搜索算法来求解此模型。该迭代算法首先对天线数进行遍历,当天线数确定后,采用基于信道矩阵范数的天线选择算法进行天线子集的选取,随后利用凸优化理论来调整发射功率,不仅提高了系统能效而且降低了算法复杂度。仿真结果表明,与使用全部天线和只考虑天线数的方案相比,所提联合优化方案的能效有明显的提高。     

空地域A2G大规模MIMO信道建模与分析

为了研究空地环境的三维大规模多输入多输出天线阵列信道传射特性,提出了一种三维单射球形散射体的无人机、车空地大规模多输入多输出信道模型.相比以往的空地多输入多输出天线模型,在建模过程中考虑互耦效应对天线阵列的影响,并采用生灭过程对大规模多输入多输出天线的非平稳特性进行理论分析和建模,推导无人机和车在任意运动状态下的不同高...     

矢量多径信道的衰落相关特性

研究了天线阵系统中矢量多径信道的空 时 频衰落相关特性 ,分析并仿真了角度扩展和阵元间距对接收信号空间相关特性的影响     

三维信道模型约束下的大规模MIMO信道估计方法

针对配备1bit模数转换器(ADC)的大规模多输入多输出(MIMO)上行信道估计精度差的问题,提出了一种三维信道模型约束下的大规模MIMO信道估计方法。首先,结合所选定的适用于面天线阵的三维空间信道模型,建立了带有信道模型约束的大规模MIMO信道估计优化问题,并在优化目标函数的接收信号误差项中引入随机白噪声扰动,以提升方法的抗噪能力;其次,采用交替迭代式算法对优化问题进行求解,推导了信道模型参数的更新过程;最后,通过采用信道模型空间结构并使用噪声功率来恢复低精度接收信号的振幅,进而实现更准确的信道参数提取。仿真结果表明:与最小二乘估计和基于Bussgang分解的线性最小均方误差估计相比,所提方法可有效降低量化噪声和白噪声的影响,提高信道估计精度;当信噪比为10dB时,采用所提方法估计信道的均方误差比基于Bussgang分解的线性最小均方误差估计方法减小了75%。     

数字移动通信传播特性预测及信道模型的研究

阐述了数字无线移动信道的传播特性，讨论了数字无线移动通信的信道模型，介绍了数字无线移动信道传播特性的测试方法和实测数据，并提出了数字移动通信传播特性的预测模型．     

基于张量分解的大规模多输入多输出天线预编码

提出基于张量分解的大规模多输入多输出(MIMO)天线预编码方案,利用张量分解对高维天线发送数据的降维,保持数据的低秩多维结构特征,获得更加有效的数据表示;同时,通过联合天线和用户信号的空域和时域的相关性,实现发射分集,克服大规模MIMO信道衰落和降低发射误码.通过仿真结果表明该方案适用于大规模MIMO系统.在相同条件下,与传统方案相比,误比特率更低.     

基于知识场景的知识流建模

业务流伴随着知识流,知识的流动促进了业务流程的改善和知识的增值.在分析了知识要素的基础上,给出了知识场景的概念以及一种知识流建模方法.该方法利用知识场景的动态变化描述知识的流动,为知识的有效管理提供技术手段.最后用一个例子说明该方法的有效性.     

一种基于压缩感知的大规模多入多出系统信道压缩反馈方法

大规模无线多入多出系统由于在无线收发端配置了多天线构成的天线阵列,信道数量大幅度增加,传统的信道反馈方法面临巨大挑战。鉴此,提出一种基于压缩感知的信道信息压缩反馈方案,以减少计算复杂度与降低反馈量。结合双向主成分分析理论推导在空间相关瑞利信道下的双向投影矩阵,可以有效地将信道信息矩阵稀疏化,并给出了一个合适的比特分配方案。与主成分分析压缩信道算法对比,本方法可明显提升信道反馈的归一化均方误差(NMSE)性能,降低计算复杂度。     

室内视距通信的毫米波传播特性研究

毫米波的宽频带特性可以有效地解决高速宽带无线接入中面临的许多问题,是当下最具前景的短距离无线通信技术之一。文中基于入射及反弹射线法/镜像法对室内空房间的毫米波传播进行了仿真和分析,仿真结果与已知文献测量结果一致性良好。文中通过仿真得到接收功率和均方根时延扩展等传播参数,分析各种因素对接收功率的影响,该研究为以后简化室内毫米波传播模型提供了理论基础,有利于室内无线通信的网络规划与优化,为未来5G技术的发展奠定了基础。     

基于混合方法的室内毫米波传播特性研究

为了研究室内毫米波的传播特性,结合射线跟踪法(ray tracing, RT)和时域有限差分法(finite difference time domain, FDTD)各自的优点,提出了一种基于射线跟踪法和时域有限差分法的混合方法。介绍了混合方法的基本思想,给出了混合方法建模步骤,利用射线跟踪法分析较为空旷的区域,而对于射线跟踪法不能准确预测的含有复杂间断点区域,用时域有限差分法进行了分析。探讨了发射信号频率为60 GHz,室内和室外到室内2种仿真环境下接收信号场强随距离变化的分布以及某一定点接收信号的时延信息。仿真结果可知,复杂环境下混合方法比射线跟踪法的精度高;在接收点的计算量上,混合方法比时域有限差分方法的计算量少。由此表明,混合方法是一种行之有效的方法,能够准确地预测毫米波的传播特性。     

基于De Bruijn图和SystemC的片上网络系统建模

随着SoC设计的发展,传统的片上总线结构在吞吐量及扩展性等方面成为制约芯片集成度的瓶颈.低功耗、高性能的片上网络结构是解决这一问题的一种途径.De Bruijn图的直径小且路由简单,适合用于片上互连网络.为此对基于De Bruijn图的片上网络使用SystemC实现了系统建模,提出了有效的路由算法.模型采用虫孔交换来完成数据包的路由和微片的转发,采用可靠性路由和虚拟通道来防止网络的死锁,提高吞吐率.     

异构网中大规模MIMO场景下波束赋形设计

近年来,人们对于无线通信系统的数据传输速率的需求越来越大.大规模多输入多输出技术(MIMO)与小小区技术是能够满足人们高速增长的无线通信需求的关键技术.研究在一个异构网中的波束赋形问题,其中宏小区基站的配置为Massive MIMO,同时宏小区中包含小小区.在这样的场景下,宏基站配置大量天线,小小区基站配置少数天线,用户配置单天线.研究在这样的场景下,通过波束赋形设计,最大化所有用户的传输速率.该问题的目标函数是一个非凸的问题.通过运用半正定松弛(SDR)方法以及基于泰勒展开的一阶近似方法,将原问题转化为一个凸的近似问题,然后运用迭代方法求解.仿真结果证明,方案可以有效地提高包含Massive MIMO的异构网场景下的系统吞吐率以及能量效率.     

毫米波大规模天线系统中的混合波束成型技术

混合波束成型通过模拟和数字两级混合处理,可以在少量射频链路的支持下实现对更高频谱效率的支持,是毫米波大规模天线系统走向实用化的关键技术.本文首先论述了混合波束成型系统的基本架构与面临的挑战,并给出了常用的毫米波信道模型.进一步地,分别针对单用户和多用户场景下分析了混合波束成型器设计的基本思路和代表性算法.最后,对码本设计以及波束训练和跟踪方面的研究工作进行了总结.     

基于测量的大规模多天线无线信道时间色散特性分析

大规模多天线系统可以利用空间分集技术进一步挖掘空间域增益,从而大幅度提升无线通信系统能量效率和功率效率.真实可靠的信道模型是无线通信系统设计和实践的基础.本文基于大规模多天线系统的真实测量,研究了大规模多天线无线信道的时间色散特性,并对比了1.472 5GHz和4.45GHz两个中心工作频点下无线信道的多径时延功率分布、均方根时延和相干带宽等测量结果.结果证明:传统通信系统中广泛接受的平稳非相关散射的理论假设不成立,在大规模多天线系统中多径衰落呈现一定的相关性.