毫米波混合波束形成系统的多波束训练方法

针对毫米波通信系统方向性强的特点,提出一种快速波束训练方法。该方法首先建立了二维面阵天线系统模型,推导了多波束预编码矩阵,并在原分层训练协议的基础上,利用混合波束形成系统使发射端同时产生多个并行训练波束并在接收端将训练结果进行反馈。仿真表明,相较于以往单一波束训练算法,该并行多波束训练方法能够有效地减少训练开销,提高训练效率。     

接收天线阵列三维空域相关性快速评估算法

针对任意三维到达波角度分布时,接收天线阵列的空域相关性评估比较复杂,通常只能采用数值积分方法的问题,本文提出了一种基于角谱域脉冲采样的三维空域相关性评估快速算法。该算法首先利用特定采样脉冲对三维入射波功率角谱进行二维采样,然后根据采样脉冲的空域相关系数加权叠加获得不同天线接收信号之间的空域相关性,大大降低相关性计算的复杂度。同时,文中还推导获得基于最小均方误差准则的采样脉冲表达式及其对应的空域相关系数精确解析式和近似表达式。仿真和分析结果表明,当角谱域采样间隔小于10度时,该快速算法的最大误差小于0.01,但运算时间远远小于数值积分方法及其它评估方法,可满足信道估计和天线阵列设计等实际需求。      

智能反射面辅助的MU-MISO车联网毫米波通信联合波束赋形

近年来,车联网通信系统提出了大规模数据传输,通信连接稳定等需求。高频段通信凭借超高传输速率,低时延的特点被引入了该系统,但是,高频段通信仍面临着阻塞问题的挑战。因此,智能反射面作为一种可解决高频段通信阻塞问题的技术,成为车联网高频通信的热点议题。智能反射面由超材料构成,其表面的多个无源反射单元均匀排布形成阵列,所有反射单元的反射系数均可通过智能控制器实时调节,控制反射波束的方向和形状,来实现对无线传输环境的智能调控,提供增强视距通信、扩展通信覆盖范围等服务。针对MU-MISO车联网毫米波通信场景下,基站与车辆用户视线通信链路因遮蔽,车辆高速移动等因素,面临随机中断的问题,将智能反射面引入该系统,并结合该系统提出了基于半定松弛问题的交替迭代优化算法,以提高通信稳定性。该方法将系统中基站波束赋形矩阵优化和智能反射面相移矩阵优化分解为两个子问题,通过定义半定矩阵变量并适当放松特定的约束条件将两个子问题近似成为半定松弛问题,随后,使用交替优化技术对其进行迭代求解以实现联合优化,通过最大化同时刻通信车辆中的最小信干噪比来确保通信稳定性。仿真结果表明,该方法显著提高了车辆用户的信干噪比和基站的总频...     

基于USB2.0的超声波探伤系统

首先介绍了利用超声波进行无损探伤的特点和发展现状,提出了一种基于USB2.0的外挂式多通道超声波数字探伤系统的设计方案;然后介绍了整个系统方案的硬件结构和软件编程,重点叙述了利用通用串行总线(USB)进行数据传输相对于其他传输协议的特点和优点,并针对Cypress公司的一款USB2.0芯片CY7C68013详细介绍了如何进行USB2.0接口硬件设计和软件编程.基于该系统方案的实验样机已经研制成功,各项性能指标均满足要求.     

级联高增益直接序列扩谱系统的FPGA设计

针对直接序列扩谱系统随着扩谱码长增加，对硬件资源和系统运算速度的要求呈指数增长的问题，提出了基于FPGA的级联方案实现高处理增益直扩系统。该方案利用两个或多个短伪码序列代替传统的单个长伪码序列进行直扩系统的调制和解调，相对于传统直扩方案可以大大节省硬件资源和缩短延迟时间。分析和仿真结果表明，只需进行合理的分级，该级联方案性能接近于相同增益的传统单级直扩系统但可以大幅度节省系统开销。最后利用两级级联方案实现码长为1024的直接序列扩谱系统，并进行了FPGA验证。     

基于Matlab的无人机通信信道模型的设计

电磁波传播的信道环境是复杂多样的,在传输过程中总伴随有路径损耗、阴影效应、多径效应和多普勒效应等,影响电磁波的传输效果。基于无人机通信性能的测试需求和现有SoS信道模型,对信道的功率谱形状与频率、增益间的关系进行分析,得到一种可实现时变衰落特性改进的SoS信道模型,并通过Matlab进行了仿真验证。最后,给出了FPGA实现该改进模型的系统结构。该改进信道模型具有一定的实用价值。     

多用户CDMA系统中Turbo-BLAST迭代检测算法

将V-BLAST结构和CDMA技术相结合,构造了多用户CDMA系统模型,提出了一种联合多用户检测和Turbo迭代思想的多用户检测算法.该方案首先利用解相关算法对接收信号进行空时多用户检测.以去除用户间干扰.然后再对期望用户的接收信号进行软干扰抵消迭代检测,以去除天线间干扰.解相关后数据检测仅和单个用户的天线数目有关,算法复杂度较低.仿真结果表明,构造的空时多用户模型可使各用户检测相对独立,有利于已有单用户Turbo-BLAST方案的应用.     

无人机空地信道衰落包络统计特性研究

针对电平通过率和平均衰落持续时间能有效反映信道衰落包络的恶劣状况,提出了一种基于几何随机的无人机信道模型,该模型支持任意三维轨迹运动。在此基础上,分析推导了电平通过率和平均衰落持续时间的理论表达式,并得到二维散射情况下的闭式解。针对无人机高速飞行场景的仿真结果表明,本文推导的电平通过率和平均衰落时间理论值与仿真值吻合,并且与实际测量结果基本一致,可极大降低评估计算的复杂度,对UAV通信系统的差错控制编码和分组交织设计具有理论指导意义。      

三维移动-移动场景非平稳MIMO信道空时相关性

提出一种三维移动-移动场景的非平稳多输入多输出(multi-input multi-output, MIMO)信道模型,该模型改进了不同信道状态之间衰落相位的连续性,可保证输出多普勒频移的正确性。同时,针对该新模型研究了非平稳衰落特性引起的时变空时相关性,并针对收发端信号角度谱服从通用Von Mises Fisher(VMF)分布情况,详细推导了归一化空域互相关函数和时域自相关函数的表达式。最后,针对低速和高速移动两种场景的仿真结果表明,获得的理论结果与数值仿真具有很好的拟合度, 但能极大地减低计算复杂性,进而有效提高了分析和仿真复杂动态场景下MIMO 通信系统的效率。