面向6G的RIS信道测量与建模研究进展

智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS)技术被认为是6G中很有应用前景的技术。RIS信道研究对于RIS辅助通信系统的技术创新和性能评价至关重要。综述了RIS信道的测量与建模研究进展,总结了基于矢量网络分析仪(Vector Network Analyzer, VNA)的频域测量和基于滑动相关的时域测量两种信道测量方法。介绍了基于时域的RIS信道测量平台,并对目前的测量活动进行了总结。分析了RIS信道中的阵元反射系数、散射方向图和级联路径损耗三个特性。总结了RIS信道统计性建模、确定性建模和混合型建模的方法,给出了一种基于现有5G标准的3D几何统计性信道模型(Geometric-Based Stochastic Model, GBSM)扩展的RIS信道建模方法,以及基于此方法的RIS信道仿真平台。展望了RIS信道测量和建模研究面临的挑战和未来的研究方向。     

一种基于几何统计的卫星移动MIMO信道模型

结合统计模型复杂度低和几何模型精确度高的优点,提出了一种基于几何统计的双极化卫星移动多输入多输出(MIMO)系统的信道建模理论。该模型总体上使用几何模型的建模思路,采用射线追踪方法对信道中传输的射线进行追踪,重点关注各条射线的各种小尺度参数,在实际计算中引入统计学方法对各种小尺度参数进行建模与处理,同时考虑信道环境造成的信号衰减以及信道环境对射线极化的影响,完成了信道模型的建立。根据已完成的建模理论,利用Matlab实现极化卫星移动MIMO信道的建模与仿真。通过与增强型统计模型仿真结果进行比较,得出了此几何统计模型是正确的,并可在一定程度上提高建模准确性的结论。     

基于FDTD方法的无线信道衰落特性模拟研究

为了表述无线信道衰落的时变及远区分布特性，提出了利用时域有限差分(FDTD)方法研究由多径效应引起的时变无线信道衰落的方法。在此将无线信道的衰落建模为随机过程，而不是通常的确定性随机变量。首先基于Clarke统计模型，利用FDTD方法研究了时变无线信道的小尺度平坦衰落特征；然后利用Monte Carlo方法和FDTD方法产生了具有信道多普勒功率谱特性的色高斯随机过程，再基于无线信道的时变统计特性建模，用Suzuki模型研究了时变无线信道的快衰落；最后将无线信道衰落特性分布和理论分布做了比较，验证了方法的有效性。     

空—空通信信道的统计特征分析

近年来空—空通信技术受到了高度关注,空—空信道建模与分析是空—空通信领域的研究热点之一。文章依据德国宇航局基于实测数据的空—空信道统计模型,通过仿真实验分析了地面场景切换时路径接收信号的统计分布特征,其实验结果对空-空信道建模具有一定的参考价值。     

Ka频段卫星通信信道建模及系统性能仿真

本文给出了卫星通信系统设计,建模和仿真的一般方法,重点是Ka频段卫星通信信道的建模及仿真,我们首先分析了Ka频段卫星通信信道的统计特性,建立了信道的统计模型,然后在此基础上建立了Ka频段卫星通信信道及系统的仿真模型,并进行了系统性能的仿真,最后利用分析法分析推导了相干BPSK信号在Ka频段的系统性能,并与仿真结果进行了比较,得出了有用的结论。     

MIMO信道模型综述

无线传播环境十分复杂,除了考虑时延,频移,还要关注空间相关性,所以对MIMO信道建模就显得很困难。本文分析了现有统计性和确定性MIMO信道模型,并着重描述了基于散射体几何分布的地理特征模型,并给出了基于相关统计模型的建模方法。     

无人机三维空地信道模型的空间特性研究

针对现有无人机(UAV)空地信道几何统计模型(GBSM)对信号到达角和出射角分布的假设过于理想,无法准确描述UAV空地传播环境的空间统计特性,影响建模准确性的问题,面向基于圆柱散射体的UAV三维空地信道模型,从俯仰面和水平面详细分析了到达角和出射角对应散射区域的空间几何特征,进而推导得到角度分布的概率密度函数。通过仿真研究了信道模型的多种参数对概率密度函数的影响,证明了所提成果能够准确地刻画UAV空地信道到达角和出射角的分布,可为空地通信信道的准确建模提供支撑。     

无线信道建模方法综述

通过信道建模以预测电波传播特性是构建无线通信的基础。文章简要介绍了统计性和半确定性建模方法,较为详细的论述了确定性建模方法,并概述了各方法的主要分类,列举了各类型中经典的信道模型,最后指出了3种方法的优缺点。     

MIMO信道模型分析﹡

无线信道作为移动通信传输媒介,所有信息包含其中.要想充分利用频谱资源并且使传输信息的质量和容量最大化,信道特性应被清楚了解.同时,研究移动通信4G技术在复杂的无线传播环境中性能,离不开MIMO信道模型,因此对MIMO信道模型的分析十分必要.简要介绍了MIMO信道模型分类,并着重研究了基于几何分布统计信道模型的基础模型—SCM信道模型.最后对多普勒、时延扩展以及角度扩展仿真分析,验证了SCM信道建模的正确性.     

超宽带室内信道模型及其改进方法研究

对超宽带(UWB)室内信道模型在时域和频域进行了讨论,并介绍了在小范围衰落情况下的时域和频域的多种信道模型,以及较实用的路径损耗模型.根据测量结果分析了传统模型在视距(LOS)和非视距(NLOS)情况下实测数据统计参数与模型参数的差异,并给出改进后的信道模型.最后讨论了超宽带信道建模所面临的困难和研究方向.     

ITS宽带短波信道及其噪声的建模和仿真

文章介绍了宽带短波（WBHF）信道研究的发展历程,根据ITS信道建模的方法,在对信道衰落特征及其噪声干扰统计特性进行分析的基础上建立了适当模型,并设定了特定环境下信道衰落模型及其噪声模型的相关参数。最后通过计算机仿真与实测数据加以比较,从散射函数能量分布、噪声时／频域电平以及噪声电平交叉率（LCR）方面验证了信道模型的合理性。     

无线通信系统的MIMO信道测量与建模

在多径信道中,使用多天线的M IMO(多输入多输出)无线系统能够比单天线系统提供更高的信道容量,而信道测量与建模是决定通信性能的一个重要因素。文中对目前国际范围内现有的M IMO信道测量和建模进行了研究,并进行了归纳和分类,同时分析了M IMO信道测量和建模的方法,指出了目前信道测量和建模中存在的问题,并给出了一些针对M IMO信道测量系统设计的建议。     

“基于机器学习的5G与B5G信道建模及仿真技术”专刊前言

目前5G低频段移动通信系统正在商用化,随着未来物联网大规模机器通信业务接入的需求,5G毫米波系统的商用化已为期不远.同时,为了提升网络覆盖及频谱利用效率等,B5G空天地一体化网络研究正在全球范围内展开.传统的信道建模与仿真研究主要基于信道的统计特性与规律,适用于移动通信系统级性能评估、仿真和设计,本专刊基于机器学习的5G和B5G信道建模及仿真技术能准确地反映信道的时变特性,能很好地实现与环境的适配和精细化表征移动通信链路级信道电波传播特性.B5G空天地一体化网络电波环境更为复杂,精准的信道建模及仿真技术与空间电波环境、地形地貌等数据库紧密相连,专刊的出版将对空天地一体化B5G大数据信道建模与仿真技术研究有重要的指导意义.     

无线信道建模技术在5G场景下的分析与应用

通过对5G场景下的无线信道建模技术进行分析,给出了不同场景的信道特性和建模方法,并阐述了该技术在理论研究、仿真分析和实际测试中的具体应用方式,为无线信道建模技术在5G中的应用提供参考。     

随机桥方法产生相关时间序列及其应用研究

针对电磁波在无线信道中的传播特点,提出了使用随机桥过程产生具有相关特性的时间序列,由此可以构造出具有特殊概率密度函数,能够用来建模无线信道传播特性的基本随机变量。分别对自由布朗桥过程和有约束布朗桥过程,自由Langevin桥过程和有约束Langevin桥过程产生的随机样本进行研究,使用数值仿真方法分析了基本随机变量的统计特性。结果表明,有约束随机桥过程产生的低跳跃次数随机变量,在概率密度分布上显示出明显的局部偏好性。最后讨论了由时间序列构造的基本随机变量在无线信道建模中的应用。     

低空无线信道建模及其均衡技术研究进展

在介绍航空信道建模基础上 ,借鉴地面移动信道研究成果,分析了描述低空无线信道特性的常用参数,对不同场景下低 空信道的多径时延、多普勒频移等传输特性作了详细介绍,给出了低空信道建模的一般模型 。介绍了低空无线信道常用的LMS、RLS、CMA 三种信道均衡算法。最后,对低空无线信道建模研究以及适合低空信道的均衡算法进行展望 , 指出在改进现有均衡算法、编码和均衡相结合、最大多普勒估计和自适应均衡相结合等方 面是值得关注的研究内容。     

太赫兹无线信道的测量、建模和分析

太赫兹通信有望成为第六代移动通信网络的关键技术之一。为实现太赫兹通信,对太赫兹无线传播信道的研究不可或缺。首先,介绍了3种主要的太赫兹信道测量方法,包括基于矢量网络分析仪的频域信道测量、基于滑动相关的时域信道测量和基于太赫兹脉冲的时域信道测量;其次,对现有的信道建模方法进行了介绍和分析,包括确定性建模、随机建模和混合建模方法;然后,基于现有的太赫兹信道测量结果,分析总结了太赫兹频段的信道特性;最后,阐述了太赫兹无线信道领域潜在的研究方向。     

LTE-A室内环境的WINNERII信道性能分析

在对LTE-A系统室内环境无线信道和电波在室内传播特性研究的基础上,提出将WINNER II B3信道模型应用到LTE-A室内环境信道建模的研究中。通过对WINNER II B3信道模型的建模原理及建模过程分析后,并对该模型搭建仿真链路分析其信道容量的影响因素,证明了WINNER II B3信道模型可以很好地拟合室内的无线信道环境。     

面向6G的太赫兹信道反射特性研究

太赫兹信道反射特性对于认知、掌握太赫兹信道传播机理,以及建立面向6G的高精度太赫兹信道模型至关重要。为此,首先,综述了太赫兹信道反射特性在理论建模和实测分析两方面的研究现状。接着,针对5种常见建筑材料,利用基于时域相关原理的太赫兹信道测量平台开展了240～310GHz频率范围的反射系数测量,并发现了反射系数依赖于电磁波的入射角。然后,参考Rayleigh反射系数理论模型,提出了入射角依赖的反射系数统计性模型,该模型能准确刻画反射系数随角度的变化规律。最后,展望了太赫兹信道反射特性的研究方向。     

瑞利衰落信道Jakes模型的研究与性能分析

无线衰落信道是无线通信系统的重要组成部分,因此信道建模和仿真对于无线通信系统的开发具有极其重要的作用。文章通过对平坦瑞利(Rayleigh)衰落信道进行仿真建模研究,给出了瑞利衰落信道可以采用Jakes模型进行建模的分析结果。