Smart Antenna for Indoor Millimeter Wave Communication

The following paper introduces a smart antenna system with MUSIC algorithm for indoor millimeter wave communication. The smart antenna system separates main transmission paths towards receiver by antenna array. Maximal-ratio combination (MRC) of the separated transmission paths provides nearly optimal performance of receiver. Multipath distortion and noise can be greatly reduced by the system.     

超高速毫米波无线局域网通信系统性能分析

针对中国毫米波频段（45GHz）,制定下一代IEEE 802.11aj无线局域网（Wireless Local Area Network, WLAN）协议标准通信系统的物理层结构及发射机发送方式,研究了一种新的适用于该标准的循环移位分集（Cyclic Shift Diversity, CSD）方案,该方案在不增加接收机额外复杂度的前提下能够获得较好的性能。同时,本文对通信系统在各种调制和编码方式（Modulation and Coding Scheme, MCS）下的性能进行了仿真和评估。结果表明,在将系统发射功率控制在20dB时,采用码率为1/2的16-QAM调制方式可以在保证误帧率性能的同时获得较高的吞吐率。      

用于高速无线通信的毫米波行波管

毫米波行波管可以为高速无线通信提供高性能与实用化的功率放大器解决方案.国外正在开展多项基于毫米波行波管的高速无线通信技术的研究,工作频率范围在71~300GHz.本文综述了国内外71~235GHz的毫米波行波管的技术发展与研制水平,并结合作者所在团队的研究成果分析了研制该类器件所需要解决的慢波结构微加工、新型慢波结构设计和宽带低损耗输能等关键技术.     

无线通信系统中的高速传输技术

增加数据传输速率和提高频谱利用率是对现有移动通信系统提出的新的要求。文章分述了几种无线通信系统的高速传输技术,着重介绍了正交频分复用(OFDM)调制技术。     

Reconfigurable Antenna for Future Wireless Communication Systems

This paper deals with the processing techniques which are known as reconfigurable antennas: these methods are foreseen to be a booster for the future high rate wireless communications, both for the benefits in terms of performance and for the capacity gains. In particular, adaptive digital signal processing can provide improved performance for the desired signal in terms of error probability or signal-to-noise ratio while the bandwidth efficiency can be increased linearly with the number of transmitting and receiving antennas. In this article, the main antenna processing techniques are reviewed and described, aiming at highlighting performance/complexity trade-offs and how they could be implemented in the future systems. The coexistence of all these different technologies in a wireless environment requires high efficiency and flexibility of the transceiver. Future transceiver implementations which are based on the Software Defined Radio technology are also reviewed and described.     

Advances in Smart Antenna Systems for Wireless Communication

Wireless Personal Communications - Wireless communication is one of the fastest growing fields of communication industry. Cellular phones have shown the drastic exponential growth from the last...     

毫米波在短距宽带通信的应用前景

说明无线电通信使用频率的现状和开拓无线电频谱利用的必要性,介绍短距通信可用毫米波的三种典型和短距毫米波宽带传输系统的组成,并逐一叙述公路运输智能系统、室内高速无线局域网和市内无线交互性电视业务等。     

MIMO Beamforming Architecture in Millimeter Wave Communication Systems

Wireless Personal Communications - The recent traffic explosion in wireless communication systems have drawn great attention to the large amount of the underutilized spectrum in millimeter-wave (mm...     

Performance of Dualbeam MIMO for Millimeter Wave Indoor Communication Systems

Millimeter wave (MMW) communication provides high data rates for the personal area networks with the availability of 57–64 GHz unlicensed spectrum, in indoor environment. Multipath fading being pre-dominant in indoor, multi input multi output (MIMO) technology is considered to be the ideal choice compared with the existing systems. As spatial diversity in both transmit and receive enhances the diversity gain, the performance of the system is further enhanced by introducing transmit beamforming based antenna beam diversity. In classical \(2\times 2\) MIMO, a diversity gain of 4 is achieved, whereas in this work, space time block code matrix of code rate 1/2 and dualbeam \(2\times 2\) MIMO with diversity gain 8 is considered. Dualbeam is generated by antenna array with four elements per array with out of phase feed configuration. The weight vector of the beamforming network is out of phase as to reduce the interference between the beams. The dualbeam transmitter is designed with unknown channel state information. Training symbols are transmitted to train and track the channel statistics at the receiver. The proposed work is carried out for MMW indoor system. The indoor channel is modeled using Triple Saleh–Valenzuela (TSV) model that takes into account both time of arrival and the angle of arrival information of the rays. Channel estimation is done for classical MIMO and the above proposed model in both Rayleigh and TSV channel. The orthogonal beams facilitate linear processing in the receiver. Hence maximum ratio combiner with maximum likelihood decoder is used in the receiver to decode the transmitted data. Classical MIMO and dualbeam MIMO are evaluated with respect to bit error rate and channel models. An improved diversity order is achieved with dualbeam MIMO compared to classical MIMO, with a power gain of 1.6 dB. The dualbeam MIMO using TSV is found to perform better compared to dualbeam MIMO using Rayleigh in the low Energy per bit to Noise level \((\hbox {E}_{\mathrm{b}}/\hbox {N}_{0})\) with a power gain of 2 dB.     

适用于5G通信的宽带毫米波MIMO天线的设计

针对当前5G通信要求的高速率,提出了一种加载水平条形枝节和蝶形寄生单元的倒L型偶极子宽带MIMO天线。该天线以具有不完全地板的倒L型偶极子天线为辐射主体,加载水平条形枝节有效拓展了天线带宽,在天线上端加载一个蝶形寄生单元,有效提升了天线增益;最后将两个天线单元正交摆放,得到了MIMO天线的最终结构。对天线进行仿真与优化,最终结果表明,天线相对带宽达到40.9%(23.1~35 GHz),工作频带内的隔离度均小于-19 dB,带内增益为5.3~7.13 dBi。与引文其它天线相比,目标天线尺寸较小,具有较宽的频带和较高的增益,同时具有良好的隔离度和定向性。天线实测结果与仿真结果基本吻合,验证了其研究与应用价值。     

基于容量相关字典的5G毫米波大规模天线单元选择算法

针对传统天线选择算法在大规模天线阵列应用中的局限性,该文在多用户场景下提出一种基于容量相关字典的5G毫米波大规模天线随机选择算法。该算法通过特定环境中不同位置处的多用户与基站的交互,快速提取大规模天线单元间容量的强弱相关特性,并建立相关字典;在天线选择时,先搜索最优信道容量单元连接射频链路,再随机选择相关字典中与最优单元容量相关大的天线单元接入其余射频链路。该方法大大降低了传统天线选择算法应用的复杂度,只与环境有关且较为稳定,当新用户加入时也无需重新建立相关字典。该方法通过损失一部分性能来换取较低的复杂度,适用于天线单元多的大规模天线阵列。此外,该文在室内开放式办公室开展了26 GHz视距和非视距下的大规模天线信道测试,分析了不同场景下的天线阵列行间单元间的容量相关性,并对该算法的系统信道容量性能进行了实验验证。     

毫米波无线通信半导体器件技术发展趋势

随着通信产业尤其是移动通信的高速发展,无线电频谱的低端频率已趋饱和。采用各种调制方法或多址技术扩大通信系统的容量,提高频谱的利用率,也无法满足未来通信发展的需求,因而实现高速、宽带的无线通信势必向微波高频段开发新的频谱资源。毫米波由于其波长短、频带宽,可以有效地解决高速宽带无线接入面临的许多问题,因而在短距离无线通信中有着广泛的应用前景。各种半导体器件是信息和通信技术(ICT)的硬件基础,创造性研发满足毫米波无线通信应用的新兴半导体技术和电路,是提升通信系统容量、解决构建新一代通信系统关键问题的主要技术推手。文章沿着毫米波半导体器件技术创新发展脉络,从相控阵等关键技术的系统架构、半导体材料和工艺、器件设计和封装测试入手,分析总结了第五代(5G)、第六代(6G)移动通信技术毫米波系统和器件技术发展趋势。以美国DARPA的MIDAS计划为例,阐释了军用毫米波器件技术的研究前沿和进展。     

光生毫米波60GHz无线通信系统研究

设计并实现了一种用于光生毫米波无线局域网的低成本千兆比特数据率的通信系统,用于满足未来光生毫米波WPAN／WLAN的需求。用户端采用单载波差分编码二相移键控调制和1bitA／D接收解调技术,有效解决了由于在毫米波波段通信信道受人和物体引起很大的衰减而需要高动态范围接收机的问题。在收发天线角度为120°、发射功率为1mW、通信距离为0．5～20m的情况下实现了1000Mbit／s的高速数据通信,动态范围大于50dB。     

无线通信中DSP和软件无线电技术的应用

无线通信系统在工业和军事领域都得到了广泛的应用,并将成为未来通信的主要方式。DSP是嵌入式系统的核心之一,并且在通信系统和实时信号处理方面有着重要的应用。软件无线电是一种基于数字信号处理芯片,以软件为核心的崭新的无线通信体系结构。介绍了一种基于软件无线电思想的无线通信系统,该系统采用通用的高性能C6000系列DSP作为硬件平台,具有完全的可编程性。     

软件无线电技术在无线通信系统中的应用

无线通信系统往往采用不同的制式、工作在不同的频段，因此无法互通和兼容。软件无线电技术通过构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台，用软件来完成各种功能，可用于研制具有高度灵活性和开放性的新一代无线通信系统。介绍了软件无线电的基本结构和关键技术．然后分别叙述了软件无线电在cdmax 1x基站和3G中的应用，最后指出了软件无线电技术在3G中的重要性。     

碳纤维毫米波天线的应用研究

介绍了毫米波天线技术在军用领域的发展方向,具体对作战监视雷达、直升机防撞雷达和星载天线进行了说明;对碳纤维天线成型模具、铺层设计、成型工艺等关键技术进行了讨论,提出了该制造技术中的一些先进方案;最后,对国内外先进材料做了分析、比较。     

毫米波/红外成像复合天线

在导弹武器装备中,信号接收系统或红外成像系统,即接收天线是非常重要的。本语文对毫米波／红外成像复合天线研制的每个主要环节进行了系统地分析,它包括四部分：光学成像系统、毫米波探测器、光学扫描器和红外探测器。描述了光学成像系统和光学扫描系统的设计方法。光学系统是由两个非球面反射镜所组成,并给出了光学系统设计的各种数据。     

基于分布式联邦学习的毫米波通信系统波束配置方法

针对超密集组网中毫米波通信系统复杂的波束配置问题,该文提出一种基于分布式联邦学习(DFL)的波束配置算法(BMDFL),旨在利用有限的波束资源实现用户覆盖率最大化。考虑到传统集中式学习存在用户数据安全问题,基于分布式联邦学习框架构建系统模型,从而减少用户隐私信息的泄露。为了实现波束的智能化配置,引入双深度Q学习算法(DDQN)训练系统模型,并通过马尔可夫决策过程将长期的动态优化问题转化为相应的数学模型进行求解。仿真结果从系统的网络吞吐量和用户覆盖率方面验证了该方法的有效性和鲁棒性。     

毫米波缝隙天线的三维非硅微加工制造技术

讨论了面向毫米波缝隙天线集成制造应用的三维非硅微加工技术方案,重点解决多种材料兼容、多层复杂微结构集成和大悬空高度等独特难题。针对天线器件中金属和介质材料的结合,提出了加法工艺、减法工艺以及一种通用型图形化微加工工艺,其中通用型图形化工艺为各种非硅薄膜材料在MEMS体系中的灵活运用创造了条件;为了实现多层复杂微结构的加工,提出工艺整合和工艺兼容性设计,针对天线器件中的悬空结构对牺牲层工艺进行了研究;最后以一种单向宽带毫米波平面缝隙天线为例,阐述其具体工艺流程,验证了上述工艺的可行性。     

智能天线在无线通信中的应用分析

为了在复杂的电磁传播环境中保证信号传输的可靠性，智能天线技术逐渐得到人们的广泛关注。智能天线的概念使得天线从传统的单一场路转换器件发展成具有一定信号处理功能，并和接收机后端处理紧密结合的天线系统。本文介绍并分析了传统自适应天线及空时二维信号处理技术在蜂窝系统中的应用，对用于时分多址系统的自适应波束形成器及用于码分多址系统的2D RAKE进行了仿真，并通过仿真说明了基于空时二维处理的智能天线系统在性能上的优越性。