毫米波时变信道仿真中实现空间一致性的方法研究

为满足终端移动场景下5G毫米波信道建模及仿真的需求,开展了毫米波时变信道仿真中实现空间一致性的研究.基于通用的5G毫米波信道模型开展了仿真和分析,将终端移动轨迹进行分割,确定连续仿真窗口间大尺度参数的相关性.同时,引入马尔可夫链实现窗口间多径簇数目的动态演化.对于窗口内信道小尺度参数,基于多径的几何分布结构实现对其状态...     

基于空间信道模型的MIMO系统建模与仿真

研究了基于空间信道模型(SCM)的空域相关矩阵,搭建了MIMO通信信道仿真平台,同时考虑时延扩散、多普勒效应、波达方向及角度扩散等多种信道参数,通过蒙特卡罗方法计算了MIMO系统的信道容量、空时相关性、衰落特性及功率延迟分布特性.指出了在信道的去极化作用下,无线通信系统的多径衰落可以采用极化分集和天线分集等技术进行克服,平均入射角对系统性能起着关键的作用.     

基于自适应粒子群优化的RBF毫米波信道建模研究

基于毫米波室内无线信道测量数据,将机器学习(machine learning,ML)中的径向基函数(radial basis function,RBF)方法应用于毫米波信道建模中,建立了基于自适应粒子群优化(adaptive particle swarm optimization,APSO)的RBF神经网络信道参数预测...     

一种新的基于压缩感知的毫米波信道估计算法

针对传统稀疏重构算法需要信道稀疏度先验信息、复杂度高、不利于实际应用的问题,提出了一种新的基于波束空间分解的稀疏度自适应毫米波信道估计算法。该算法利用毫米波信道稀疏性的特点对信道进行波束空间分解,构造基于码本的感知矩阵,获得l1范数约束问题模型;其次结合分段弱匹配追踪算法,采用弱阈值从感知矩阵筛选原子,再通过分组选择机制对选择的原子进行二次优化;最后根据最小二乘法估计出毫米波信道。仿真结果表明,所提算法的估计精度和复杂度在低信噪比和低训练长度情况下明显优于传统匹配追踪算法。     

基于车载毫米波雷达的目标检测CFAR算法研究

汽车雷达信号处理的一个重要任务是可靠地探测汽车前方及周边的目标,通过比较雷达反射信号的频谱来判断频谱信号是否达到特定的检测门限值,使用恒定的门限值会导致大量虚警目标被检测,如果虚警目标太多,会使计算机的处理能力达到饱和,势必影响正常目标的检测。因此,一种自适应噪声阈值的恒虚警率(CFAR)算法被广泛的应用在雷达信号处理中。本文针对汽车FMCW雷达常用的两种CFAR算法,从原理上对算法进行阐述,并通过仿真软件和实验数据对算法性能进行分析比较。     

5G毫米波QuaDRiGa平台信道仿真与验证研究

第五代（5th-Generation,5G）移动通信对毫米波信道模型提出了更高的要求,如支持三维（three-Dimensional,3D）多入多出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）、有良好的空时连续性和时间演进特性及毫米波段仿真能力等.第三代合作伙伴计划（3rd Generation Partnership Project,3GPP）,推荐准确定性无线信道产生器（Quasi-Deterministic Radio Channel Generator,QuaDRiGa）为5G首选仿真平台,但目前尚无开展QuaDRiGa仿真平台在毫米波段的仿真验证成果.本文基于26 GHz的毫米波段室外微蜂窝场景下的视距与非视距实测数据,在大尺度信道参数统计和时间演进特性两方面开展了对QuaDRiGa平台的仿真验证.结果表明,QuaDRiGa仿真结果与实测数据能够很好地吻合,验证了QuaDRiGa仿真模型在毫米波段的适用性.     

基于LASSO算法的波束空间信道估计

在大规模毫米波(mmWave)天线阵列通信中,多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)系统可以使用透镜天线阵列大幅减少射频链的数量,但由于天线的数量远远大于射频链路的数量,信道估计具有挑战性。由于波束空间信道具有稀疏的特性,那么用于求解稀疏信号恢复问题的算法,可以作为波束空间信道估计问题的解决方法。波束空间信道估计问题建立的模型是基于l₀-范数的非凸性问题,该问题为NP-hard。通常用l₁-范数代替l₀-范数,将该问题转化为凸优化问题。该凸优化问题可以用传统的贪心算法方法进行求解。然而,这些贪心算法估计精度差。而且随着稀疏度的增加,计算复杂度也会增加。文章提出了最小角回归(Least Angle Regression,LARS)算法和改进的最小绝对收缩和选择算子(Least Absolute Shrinkage and Selection Operator,LASSO)算法,高效地解决了稀疏信号的恢复问题,即波束信道的估计。实验仿真结果表明,LARS算法和所提出的改进LAS...     

MMIC毫米波倍频器的研究

在介绍倍频器工作原理、各种实现方法及其优缺点的基础上,阐明了采用MMIC(单片微波集成电路)工艺实现高性能、高可靠性、小型化毫米波倍频器芯片的技术特点及应用需求,比较了单管和平衡两种不同结构MMIC毫米波倍频器的优点与不足,全面综述了国内外对MMIC毫米波倍频器的研究情况,介绍了MMIC毫米波倍频器的最新研究进展,展望了MMIC毫米波倍频器的发展趋势,提出了一些建议。     

基于子空间追踪的时变信道预测算法

给出一种子空间追踪和 ESPRIT 算法相结合的时变信道预测算法。该算法能够对信道 模型中，多普勒频移参数缓慢变化情况下的平坦快速衰落信道进行预测，避免了重新计算信道模型参数 时，ESPRIT 算法中奇异值分解的巨大运算量。仿真实验显示，这种基于子空间追踪的时变信道预测算 法(多普勒频移缓慢变化)能够达到和 ESPRIT 算法(多普勒频移不变)相当的预测性能。     

非对称毫米波大规模MIMO系统信道特性研究

为了满足下一代无线通信的需求,基于最近提出的非对称毫米波大规模多输入多输出(multipleinput multiple-output, MIMO)系统架构,研究了非对称毫米波大规模MIMO系统信道特性——信道非对称性. 根据非对称毫米波大规模MIMO系统架构和影响毫米波信道非对称性的主要因素,提出了刻画上下行信道非对称性的新参数——非对称因子. 同时利用实验室自行研发的射线跟踪平台对非对称毫米波信道进行仿真分析. 结果表明,基站收发天线阵列配置不同是导致信道非对称性的根本原因,复杂的传播环境使得这种非对称性更加突出,严重情况下室内场景非对称因子可达到?30 dB左右. 同时室外视距(line-of-sight, LoS)和非视距(non-line-of-sight, NLoS)场景下的非对称因子累积分布函数(cumulative distribution function, CDF)与高斯分布拟合程度较好,而NLoS场景下明显比LoS场景下的非对称因子小. 因此,非对称因子能够直观地描述出不同场景中上下行信道的非对称程度,而且非对称毫米波大规模MIMO系统也应以场景为导向进行信道特性分析.     

基于递归算法的含频变参数架空线的模量计算模型

利用常实数模变换矩阵,对含频变参数的架空线系统在模域进行了研究.为了便于时域卷积,对不同模量上的特征阻抗和延时函数在复频域采用矢量匹配法进行拟合.提出了含频变参数架空线的模量计算模型,既保证了较高的计算精度,又简化了计算.最后,应用所提出的算法对架空线的瞬态波过程进行仿真计算,验证了算法的正确性和有效性.该算法可推广至水平分层土壤情况,同时结合时域有限差分法(FDTD)可得到架空线上各点的电压和电流波过程.     

Millimeter-wave indoor radio channel with artificial reflector

Experiments of 94-GHz millimeter-wave propagation were carried out in indoor channels, where the propagation path loss and multipath fading are investigated. The results show that the path-loss exponents in the line-of-sight (LOS) and obstructed (OBS) channel are 1.2-1.8 and 3.6-4.1, respectively. The received power of the OBS path is attenuated significantly as compared with that of the LOS path, thereby requiring an additional link-budget margin as well as battery power. In this paper, the use of an artificial reflector is also suggested under OBS conditions in order to avoid significant propagation loss, and then, a comparative study is conducted     

Millimeter-wave GaAs power FET with a pulse-doped InGaAs channel

Performance of a GaAs power MESFET has been improved significantly by incorporating a pulse-doped InGaAs layer in the GaAs n-channel. InGaAs provides electron transport properties superior to those of GaAs. The doping level of the GaAs layer can be very high, making it a very-high-transconductance device. Moreover, the conduction-band discontinuity at the heterointerface acts as a potential barrier for electron confinement; therefore, the power gain of the FET is significantly improved. The resulting device delivered a power density of 0.6 W/mm with 14% power-added efficiency and 3.5-dB gain at 60 GHz. At a gain of 5.1 dB, power density was 0.4 W/mm     

Millimeter-wave channel measurements with space diversity forindoor wireless communications

Indoor wireless communication systems experience deep multipath fading due to the presence of people, antenna movement, and other environmental factors. The objective of this paper is to present results concerning envelope fading and large-scale attenuation properties of the signal based on narrowband measurements carried out at 21.6 and 37.2 GHz with and without antenna diversity. By using various transmitter-receiver arrangements in measurements which were taken over one floor of a university building, envelope statistics of received signal are produced with and without antenna diversity. It is shown that the statistical distributions follow the Rayleigh curve and hence a diversity gain close to 10 dB can be obtained for an availability of 99%. Power law exponents and wall loss factors are also calculated to assist in the design of future indoor radio systems in the millimeter frequency range     

基于一致性敏感哈希的高精确度图像匹配算法

针对基于特征点的图像匹配方式在复杂纹理场景中匹配效果不理想的问题,提出一种将加速稳健特征算法(SURF)与一致性敏感哈希匹配结合的图像匹配算法(CSH)。使用SURF算法对图像进行特征点提取,再以特征点为圆心构建特征区域,最后对特征区域使用CSH进行匹配,从而实现高精确匹配。为了进一步加快算法运行速度,对现有的SURF算法进行修改,在提取SURF特征点时去除了对于特征点方向的计算。仿真实验证明,算法较一般的特征算法在复杂纹理图像匹配中效果更佳,且较CSH算法效率提升了10%~15%。     

基于优先级信道预留的快速动态信道分配算法

针对TD-SCDMA系统现有快速动态信道分配算法的不足,提出了一种基于优先级信道预留的快速动态信道分配算法.该算法根据接力切换用户的移动台属性设定不同的优先级,为接力切换呼叫预留信道,结合小分组借用算法,增加了可移动边界动态信道分配(MB DCA)策略的灵活性.仿真结果表明,此算法相对于混合数据速率、小分组借用(MRG,mixed-data rate grouping borrowed)MB DCA算法,实现了VIP和快速移动切换用户的优先接入,有效地降低了切换呼叫的阻塞率,提高了数据业务性能和系统的信道利用率.     

基于电光调制的毫米波辐射计研究

研究了一种通过电光调制将毫米波信号加载到光载波上进行处理的毫米波辐射计。天线接收的毫米波信号由电光调制器（EOM）调制加载到光载波的边带上,并通过光纤传输该信号;利用光纤布拉格光栅（FBG）滤波器滤掉载波分量,滤波后保留的边带分量信号由光电探测器（PD）探测。为提高探测灵敏度,使用锁相放大器对PD输出的信号进行检测。分...     

基于面阵的三维空间信道模型

5G宽带无线系统需要满足极高频谱效率性能需求,全维多输入多输出(Fulldimension Multiple Input Multiple Output,FD-MIMO)传输技术已成为该系统的潜在的物理层技术之一.3GPP 25.996技术规范涉及了二维(Two-Dimensional,2D)双极化空间信道模型(Spatial Channel Model,SCM),它主要考虑了MIMO系统水平维度的方位角度功率谱,未考虑垂直维度的仰角功率谱.基于几何统计的2D SCM模型和极化MIMO信道模型,研究了基站端采用均匀面阵的三维空间信道模型(Three-Dimensional SCM,3D SCM),该信道模型将便于评估FD-MIMO设计的性能.基于计算机模拟,在含有直达径和反射分量的传播环境下,对比了线阵和面阵配置,研究了角度扩展和交叉极化鉴别率对互信息的影响.最后,研究了基站下倾角对小区覆盖的影响.