理想毫米波信道条件下低复杂度的混合波束成形

在基站和用户均采用多天线的混合波束成形架构、下行链路信道为理想毫米波信道的系统下,针对总频谱效率最大问题,提出了一种低复杂度的混合波束成形算法。该方案采用分步的方式,首先进行基站端和用户端的模拟波束成形矩阵的分别求解,在得到模拟波束成形矩阵的基础上得到等效的基带信道,然后利用块对角化数字波束成形算法求解数字波束成形矩阵。仿真结果表明,相比于其他方案,该方案在复杂度较低的同时,也提升了系统的总频谱效率。     

毫米波通信中混合波束赋形技术探讨

毫米波通信为5G移动通信的关键技术之一,对进一步提高移动通信质量具有巨大的推动作用;但是,其路径损耗大、穿透性能低,实际应用中必须与大规模多输入多输出技术相结合,利用波束赋形技术增强通信质量,降低路径损耗和信号衰减。为降低实际成本,混合波束赋形技术对毫米波通信的实现具有非常重要的意义,笔者主要对其进行了探讨。     

基于随机波束成形MIMO系统的信道反馈算法

MIMO系统是未来移动通信发展的趋势.随机波束成形利用包含信道质量的反馈信息,可以开发多用户分集增益,进一步提高MIMO系统的容量.然而繁重的反馈信息会占据大量的无线资源,降低系统的实际效率.主要研究降低随机波束成形MIMO系统反馈开销的方法,提出了两种部分信道反馈算法:门限反馈和最优反馈.理论推导表明了系统平均容量与反馈率之间的权衡关系,仿真结果证明了只要恰当地选取反馈参数,这两种反馈算法可以在几乎不牺牲系统容量的前提下,极大节省反馈开销.其中,门限反馈在系统容量方面表现要好于最优反馈,而最优反馈在实现简便性方面要强于门限反馈,因此实际设计时要折中考虑.     

混合IRS辅助大规模MISO中基于显性信道估计的联合波束成形设计

针对智能反射面辅助大规模MISO系统的波束成形设计,当前大多数研究都是基于信道状态信息完全已知,且未考虑基站端主动波束成形矩阵与智能反射面反射系数矩阵存在的耦合关系。智能反射面辅助的信道为级联信道,难以进行估计,且导频开销较大。鉴于此,采用了一种包含有源和无源元件的混合智能反射面架构,首先基于毫米波信道的稀疏特性,利用压缩感知算法估计信道,并设计一种融合注意力机制的两级卷积网络框架,以最大化和速率为目标,联合优化设计智能面反射系数矩阵和波束成形矩阵。实验结果表明,相比已有方法,所提方法可以使用更少的导频获得更优的和速率性能,有效减少了导频损耗,降低了计算时间复杂度。且当通信环境发生变化时,网络亦具有良好的鲁棒性。     

基于接收波束成形的自动识别系统的同信道干扰抑制和解调

自动识别系统卫星接收机可接收来自多个同频段蜂窝信号,不可避免地会产生同信 道的信号干扰,抑制此同信道干扰是自动识别系统的最具挑战性问题之一。为了解决此问题 ,提出波达角估计、波束成形加解调的简单串行接收机结构。此结构首先采用多信号分类(M ultiple signal classification, MUSIC)和Capon等算法估计出目标信号和干扰信号的波达 方向角,然后利用最小方差无失真响应(Minimum variance distortionless response, MVD R)、匹配滤波（Matched filter, MF）和最小均方误差（Minimum mean square error, MMS E）等波束成形方法将阵列方向对准目标信号入射方向抑制干扰信号,最后采用二比特差分 解调算法检测有用信号。仿真结果表明：本文提出的结构同单接收天线相比,多天线波束成 形显著地抑制了同信道干扰,极大地改善了高斯滤波最小频移键控(Gaussian filtered min imum shift keying, GMSK)信号解调的误比特率性能。     

基于改进离散布谷鸟搜索算法的毫米波大规模MIMO系统波束选择

在毫米波大规模MIMO系统中采用全数字编码需要大量的射频链路,从而导致能量损耗过高。针对这一问题提出一种基于离散布谷鸟搜索算法(Discrete cuckoo search, DCS)的波束选择方案,减少所需射频链路数而不会造成明显的性能损失。首先分析毫米波大规模MIMO系统的波束选择模型,引用DCS算法来求解模型;然后针对布谷鸟算法Levy飞行离散化结果中出现的非正常编码,采用启发式贪婪算法进行修复;将遗传算法中的复制引入DCS算法中,复制全局最优的鸟巢来替换其中被发现的鸟巢,加快算法收敛速度。仿真结果表明,所提基于改进DCS算法的波束选择方案相比几种已有的方案可以获得更优的和速率性能。     

无人机巡检系统中高频效的混合波束赋形方法

随着智能电网的发展,无人机巡检输电线路应用越来越广泛.为了有效实施输电线路故障定位和类型判断,要求无人机回传视频图像的分辨率越高越好.在带宽有限的条件下,需要尽可能提高无人机回传通信链路的频谱效率,以满足高分辨率视频图像对传输速率的需求.提出基于Mesh网络的视频图像回传通信方法.通过在杆塔上部署无线接入节点并构建Me...     

毫米波通信中一种优化的波束搜索算法研究

波束形成技术成为毫米波无线通信的关键技术之一,其中码本搜索算法成为研究重点.IEEE802.15.3c及IEEE802.1 1ad中提出的均是基于遍历搜索的算法,这类算法随着码本数目的增加,搜索时间将变的难以接受.本文提出一种最优扇区数目波束搜索算法,该算法根据波束级码本数目,求出搜索次数最少的扇区数目,并构造相应的扇区码本,然后先在构造的扇区码本上进行搜索,再进行波束搜索.最优扇区数目波束搜索算法利用最优的扇区数目大大减小的波束搜索复杂度,减小的波束搜素所需时间.理论分析和程序仿均证明了最优扇区数目波束搜索算法的在减少搜索次数方面的有效性.     

典型地物的毫米波双极化辐射特性测量技术研究

针对典型地物目标的毫米波双极化辐射特性数据库不完善的问题,对天空、水面和植被土地3种典型地物目标进行8mm波段双极化辐射特性研究,并对比水平和垂直方向的辐射温度,分析它们的极化现象;根据毫米波辐射测量的基本原理,设计了8mm波段双极化辐射计和定标源;以典型地物背景的毫米波辐射特性为基础,利用8mm双通道辐射计对3种地物背景的辐射特性数据进行采集,并进行处理与分析;实验探究了不同地物背景的极化效应,丰富了辐射特性数据库,为典型地物目标成像和目标识别提供了有效的数据支持。     

一种新的应用于5G中的自适应波束赋形优化算法

5G standard uses millimeter wave band to realize communication. In order to cover more reasonable in 5G communication system, beamforming technology must be adopted. To speed up the convergence, a novel algorithm based on the SWO criterion is proposed which can be applied in millimeter wave communication. The simulation results show that compared with other beamform- ing algorithms, the proposed algorithm can achieve higher convergence speed and is more realizable.     

毫米波雷达在车路协同系统中的应用研究

随着车路协同系统技术的研究与发展,感知设备的可靠性、稳定性、高性价比、可大规模部署等要求被提出来。而毫米波雷达正是满足这一要求的器件。介绍了一种基于智能网联平台的车路协同的基本组成与架构,阐述其在交通系统中发挥的作用。重点讨论了毫米波雷达感知技术的原理与功能,研究以毫米波雷达为主要感知设备搭建车路协同系统的可行性,研究毫米波雷达技术在智能交叉路口、智能高速/快速公路、智能停车场三种车路协同场景下的应用。可为毫米波雷达技术在车路协同系统中的应用研究提供参考。     

无人机协助的多用户MIMO毫米波网络混合预编码方案

针对无人机（UAV）协助的毫米波网络下行链路多用户通信场景,设计一种混合预编码方案。在发射端和接收端分别使用混合预编码器和模拟合并器,并将多元联合优化问题分解为子问题进行求解。构建UAV与地面用户的三维位置模型,利用带外位置信息对波束导向向量进行优化,进而通过码本生成模拟预编码器和模拟合并器。以最小化接收数据和发送数据之间的误差为目标,利用卡尔曼滤波算法设计基带预编码器,从而减少用户之间的干扰。仿真结果表明,该方案相比模拟波束成形方案、数字预编码方案和迫零混合预编码方案可有效提升系统频谱效率和能量效率。     

毫米波接收前端的相位校准技术分析

针对毫米波段全温范围内的稳定自动跟踪技术,论述了毫米波接收前端的相位校准设计的需求,建立了设计模型框图,分析了系统中和、差通道相位变化对系统工作的影响,突破了传统的设计思想,利用材料热胀冷缩物理特征造成的同轴电缆相位变化进行相位补偿,给出了相位校准、补偿设计的公式,描述了相位校准的新方法,总结了技术改进的优点。     

星载W波段毫米波辐射计研究

在863-2项目支持下,开展了W波段毫米波辐射计的研究。其工作中心频率为90.5 GHz,带宽为2 GHz,积分时间为200 ms时其系统灵敏度达到0.6 K,线性度优于0.999。这些技术指标基本达到了星载应用的要求。为配合扫描成像研制了两套天线系统,一套为Cassegrain天线,另外一套为二元光学天线,它是利用光学衍射原理制成的位相型Fresnel波带片。二元天线具有设计灵活、加工方便、体积小、重量轻、旁瓣电平低和安装方便等优点。W波段微波辐射计系统在实验室内进
行了扫描成像试验,取得了W波段微波辐射计扫描图像。     

毫米波通信中的快速频域接收机算法

To suppress interference signals in millimeter wave communications, especially narrowband interference signals, a receiv- er algorithm based on frequency domain with fast convergence is proposed. The algorithm introduces the weight leakage factor and the convergence factor, which proves the superiority of the algorithm proposed in this paper in suppressing the narrowband interfer- ence of the system under the same environment from both theoretical and simulation aspects. Whether in terms of convergence speed or bit error rate performance, the new algorithm can achieve a good result. This algorithm can enable the ultra-wideband re- ceiving system to achieve rapid convergence and reduce the impact of narrowband interference on system performance.