基于MSP430的MIMO多天线信道测量系统设计

工作在6GHz以上高频段的多输入多输出(MIMO)无线通信系统是下一代无线移动通信的有力竞争方案。目前,对无线系统性能的高频段无线信道测量仍较少见。针对这一现状,现采用基于MSP430单片机的信道测量平台,为典型室内环境下6GHz以上MIMO无线信道提供测量系统。为后期的无线信道特性的分析提供技术支持。以MSP430单片机开发的系统与计算机的通信,可以使得信息数据更好更快的被处理。     

室内走廊环境高频段宽带无线信道测量与建模

为了验证在高频段进行宽带无线通信的可行性,介绍了针对室内走廊环境进行的14GHz宽带无线信道测量和所获取的信道特征。基于频域信道冲激响应测量方法,设计搭建了宽带无线信道测量平台,较好地克服了高频段电波传播能量实时测量采集的难度。基于实测数据提取信道参数化模型,获取了高频段电波传播特性参数统计分析结果,包括路径损耗与阴影衰落、时延扩展、角度扩展。测试与分析结果表明:高频段电波传播时延小、方向性强,适用于宽带互联通信。     

面向6G的毫米波多频段多天线信道测量系统构建及实测验证

毫米波是5G和6G无线通信系统的关键技术.设计满足6G多频段、多天线、高动态范围需求的信道测量系统是6G无线信道研究面临的首要挑战.针对这一需求,本文构建了一种毫米波多频段多天线信道测量系统,可以覆盖24.25～28.5 GHz、31.8～33.4 GHz、37～42.5 GHz等毫米波频段,支持最高16×16天线配置.首先介绍该信道测量系统的架构与性能指标,提出多通道并行校准方案以及测量数据处理算法;其次,基于该信道测量系统开展26 GHz室内外场景的信道测量实验,分析路径损耗、时延扩展以及奇异值扩展等信道统计特性.通过对实测结果分析,验证了该信道探测器用于毫米波段测量的有效性.     

基于测量的6 GHz频段大规模多天线信道容量的研究

目前,大多数大规模多入多出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)系统信道特性的研究都是针对理想的独立同分布瑞利信道条件,其传播环境为"适宜的",即大规模MIMO系统中各子信道是正交的.但在实际的物理信道中,其传播条件是"非适宜的",对"非适宜"条件下大规模MIMO系统信道特性的研究尤为重要.文章基于校园室外场景在6 GHz频段下进行实地无线信道测量,利用奇异值分解,探讨了真实环境中各子信道的正交性,并进行了信道容量的计算和对比.分析结果表明,随着天线数的增加,正交性明显得到提升,当发射端天线数十倍于接收天线数时,容量值提升最为明显,相比于独立同分布的瑞利信道,真实的传播环境下,各子信道并非完全正交,容量值也存在一定的差距,说明在"非适宜"条件下,大规模多天线系统性能并没有获得满增益.     

地铁隧道有限空间Massive MIMO性能研究

基于实际场景测量，对地铁隧道有限空间Massive MIMO性能进行了研究。采用复用天线阵列法实现收发同步切换分时虚拟MIMO测量。基于测量数据，主要分析了3.5 GHz和5.6 GHz频段Massive MIMO信道在隧道场景的性能，研究了信道矩阵的特征值分布和条件数，着重分析了不同收发天线距离对Massive MIMO信道容量的影响，考虑了基于信噪比的有效秩选择方法。研究结果表明，在3.5 GHz及5.6 GHz频段上，Massive MIMO信道矩阵条件数的范围处在30 dB至55 dB之间，信道容量有较大的提升，且信道矩阵的有效秩随收发机距离增大的衰减趋势明显。以上结果对隧道场景下一代无线通信系统的设计与部署提供了依据。     

5G高频段信道测量与建模进展

高频段由于具有非常大的频谱宽度而受到下一代(5G)移动通信系统的青睐.高频段同时具有大的传播损耗、准光学特性等特征.为了能够充分挖掘、选择和评估可用高频段,需要对高频段信道进行充分测量和研究.目前高频段信道测量设备主要有基于矢量网络分析仪的探测器和定制化宽带探测器两种.该文对当前开展的高频段信道测量活动进行总结,包括天线配置、测试场景与关注参量,以及相应的测量设备.最后对几个新提出的高频段信道模型进行介绍,如METIS、MiWEBA、mmMAGIC、5GCM、3GPP-HF等,指出现有模型的主要特点和适用范围,以及预计未来测量和建模方面加强的方向.     

65.5 GHz毫米波信道测量与分析

毫米波技术和大规模多输入多输出天线技术是5G移动通信系统的关键技术.为了研究60 GHz毫米波频段宽带信道特性,在会议室进行了65.5 GHz频段的信道测量活动.首先基于方向性路损模型,研究路径损耗指数和阴影衰落特性;然后基于空间交替广义期望最大化(space-alternating generalized expec...     

一种新的MIMO信道模型

实际无线通信环境中发送天线之间以及接收天线之间存在相关性.针对以上特点,从多径MIMO信道的特性出发,首先建立发射天线相关系数矩阵和接收天线相关系数矩阵,并将它们引入无线信道的莱斯MIMO信道模型中.最后通过分析LOS MIMO信道相关模型和瑞利衰落MIMO信道相关模型,给出了具体的建模步骤.仿真结果表明采用本文方法产生的信道模型的MIMO系统误码率更低,从而验证了该信道模型能够较好地模拟MIMO系统的空间信道.     

采用双漏缆覆盖的轨道交通LTE-M系统信道的测量研究

下一代轨道交通系统将采用LTE-M系统, 并采用多根漏泄电缆(简称漏缆)组成多入多出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)系统.因此,需要研究漏缆设置与系统性能之间的关系。依据时域信道测量方法与MIMO信道相关理论, 在典型的类地铁隧道环境中, 测量并分析了1.8 GHz频段下基于双根漏缆覆盖的MIMO系统性能, 通过测量不同极化方式下的漏缆和接收天线以及不同漏缆间距下的信道信息,分析了信道相关性,发现当接收机天线垂直极化而双漏缆同采用水平极化时MIMO性能最优, 相关性大小并不太依赖于漏缆间距.这些结果可对今后LTE-M系统部署提供参考.     

室外无线通信信道测试及其传播特性分析

提出了某场区室外典型场景的无线信道测试方法及其信道传播特性,主要采用扩频滑动相关算法,对试验场区附近的办公楼外的2.4 GHz频段以及场区的低频段(1.5 GHz)和高频段(4 GHz)共2个场景、3个典型应用频段进行了实际测试,并通过离线的数据处理方式,给出了不同环境下对应不同通信应用频段的信道传播特征,旨在为今后该试验场区开展通信试验任务前的场景选址提供参考。     

28 GHz MIMO无线信道特性分析与研究

基于室内视距(Line-of-Sight,LOS)和非视距(Non-Line-of-Sight,NLOS)无线信道测量数据,研究了28 GHz多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)信道参数和容量特性.具体地说,分析了莱斯K因子、时延扩展、出发角和到达角的角度扩展等信道参数,研究了MIMO信道容量及空间相关性对容量的影响.结果表明:莱斯K因子、时延扩展以及角度扩展值取决于测量环境及场景;LOS条件下时延扩展的累积分布函数(Cumulative Distribution Function,CDF)曲线与正态分布拟合优于NLOS条件下的数据;MIMO天线空间相关性越大信道容量越小.本文结果可为28 GHz无线通信系统设计提供有用信息.     

基于Wireless Insite的城镇厂区MIMO信道特性分析

为分析城镇厂区的MIMO信道特性,文中建立了特定厂区的3D确定性模型,并针对2.45 GHz和5.8 GHz两种载波频率,利用Wireless Insite软件对厂区MIMO信道的接收功率、路径损耗和时延扩展等信道特性参数进行了仿真分析。结果表明,4×4MIMO系统下两种载波频率路径损耗相差不大,2.45 GHz相对5.8 GHz能获得较高的接收功率,但时延扩展严重。综合考虑,5.8 GHz频段更适合城镇厂区MIMO信道的铺设,但需要考虑增加发射功率和减小覆盖范围等问题。     

IEEE 802.11 aj （45GHz）： A New Very High Throughput Millimeter-Wave WLAN System

This paper presents an overview of a new very high throughput millimeter- wave WLAN system operating at 45 GHz band. We begin by reviewing standards process of IEEE 802.11aj （45GHz）. Then the frequency spectrum allocation at 45 GHz band is introduced. Next, the channel measurement and mod-eling is given. Specifically, the millimeter-wave MIMO for physical layer enhancement is given in detail.     

基于射线跟踪法的73 GHz走廊环境MIMO信道特性研究

为了研究5G室内走廊环境的毫米波传输特性,通过射线跟踪仿真方法预测了室内走廊环境下73 GHz毫米波MIMO信道特性。介绍了实验的仿真环境和射线跟踪仿真预测的实验方法和具体参数设置。研究了室内走廊环境下73 GHz毫米波MIMO信道的路径损耗、RMS时延扩展和MIMO信道容量变化。发现了路径损耗斜率和RMS时延数值较小。研究MIMO容量随距离变化时发现,收发机沿走廊纵向方向中间处会产生容量峰值,主要是由于该处散射丰富,NLOS分量大。研究MIMO容量特性发现增大天线间距和增大天线阵列规模可以提升容量,但是采用4×64 Massive MIMO相对于采用4×4 MIMO时容量提升较为有限。实验证实了73 GHz毫米波MIMO可以用于室内走廊环境。     

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.     

一种用于毫米波信道测试与建模的并行信道测试仪

为了解决毫米波频段MIMO信道传播特性测量的难题,本文提供了一种基于模块化仪表的并行信道测量解决方案。文中给出了信道测试仪设计难点和解决方案以及实验的结果。实验结果表明,该并行信道测试仪测试能够有效地对信道进行测量。     

MIMO channel capacity and modeling issues on a measured indoor radio channel at 5.8 GHz

Multiple transmitters and receivers can be used to provide high link capacity in future wireless systems. Herein, an analysis of indoor environment multiple-input-multiple-output (MIMO) measurements in the industrial, scientific, and medical (ISM) band at 5.8 GHz is performed and the possible increase in capacity, utilizing multiple transmitters and receivers is examined. The investigation shows that in the measured indoor environment, the scattering is sufficiently rich to provide substantial link capacity increases. Furthermore, the effect of intra-element spacing on the channel capacity is studied. Our investigation also shows that the envelope of the channel coefficients for this obstructed-line-of-sight (OLOS) indoor scenario is approximately Rayleigh distributed and the MIMO channel covariance matrix can be well approximated by a Kronecker product of the covariance matrices describing the correlation at the transmitter side and the receiver side, respectively. A statistical narrowband model for the OLOS indoor MIMO channel based on this covariance structure is presented.     

机舱内分布式MIMO系统信道容量分析

采用自主搭建的信道测量平台测得了机舱环境下分布式MIMO系统的信道冲击响应矩阵。根据实测的信道矩阵分别计算了4种具有不同收发天线数目的分布式MIMO系统的信道容量。为了便于比较,SISO系统的信道容量也通过实测数据进行了计算。计算结果表明：在机舱环境下,采用分布式MIMO系统和采用SISO系统相比能够显著提高系统信道容量,说明分布式MIMO系统可以充分满足未来机舱内无线通信高速率数据传输的需求。     

B3G空中接口技术分析--MIMO信道测量

在多径信道中,使用多天线的MIMO无线系统能够比单天线系统提供更高的信道容量,而信道测量是决定通信性能的一个重要因素。对目前国际范围内现有的MIMO信道测量进行了研究,并做了归纳和分类。此外,对MIMO信道测量方法进行了分析,并给出了一些针对MIMO信道测量系统设计的建议,为B3G空中接口技术研究提供了技术支持。