5G宏蜂窝移动通信三维圆柱MIMO多天线系统性能

针对第五代(5G)宏蜂窝移动对移动(M2M)通信场景需要高效率的信号传输模型,提出一种三维(3D)圆柱多输入多输出(MIMO)信道,反映分布区域宏蜂窝传播环境,其中三维圆柱作为信号传输中的干扰对象。接收端(Rx)位于圆柱模型的中心点,发射端(Tx)位于散射区域之外任意位置。接收信号由视距(LoS)传播分量的总和以及由不同物体反射的非视距(NLoS)传播分量组成,该模型能够充分适应各种5G无线通信场景。此外,本文结合莱斯衰落信道、均匀分布、高斯分布、拉普拉斯分布、冯米赛斯分布研究统计信道传播特性,即发射端和接收端在不同的运动方向和运动时间的空间互相关函数(CCF)、时间自相关函数(ACF)和多普勒功率谱密度(PSD)。发射端和接收端在不同时刻的传播特性数值的Matlab分析结果与仿真结果很好地拟合,证明了所提出的三维模型对于真实的5G宏蜂窝移动通信信道是切实可行的。     

毫米波时变信道仿真中实现空间一致性的方法研究

为满足终端移动场景下5G毫米波信道建模及仿真的需求,开展了毫米波时变信道仿真中实现空间一致性的研究.基于通用的5G毫米波信道模型开展了仿真和分析,将终端移动轨迹进行分割,确定连续仿真窗口间大尺度参数的相关性.同时,引入马尔可夫链实现窗口间多径簇数目的动态演化.对于窗口内信道小尺度参数,基于多径的几何分布结构实现对其状态...     

5G无线通信系统信道建模的现状和挑战

研究第五代(the 5th Generation, 5G)移动通信场景下的无线信道新特征及其对5G关键使能技术的影响是当前亟待开展的工作.文章从5G应用的主要场景和其中部分关键使能技术出发, 基于国内外相关文献调研结果, 阐述了以高频段通信、大规模天线阵列和终端直接通信技术为背景的无线信道建模的主要需求、当前进展、存在的挑战并指出未来5G信道建模理论发展的五个主要趋势, 可能的研究成果将为相关算法在5G连续广域覆盖场景、热点高容量场景、低功耗大连接场景和低时延高可靠场景下的匹配设计和准确性能评估打下坚实的基础.     

5G低功耗通感融合半实物验证系统的设计与开发

随着5G的快速商用，世界范围内也已经逐步开展了面向5G-Advanced/6G的关键技术和潜在应用研究。在以往无线通信系统研究中，软件仿真对评估关键技术和系统性能具有重要作用，但软件仿真无法体现真实无线环境对系统的影响。相比软件仿真，基于软件定义无线电技术的半实物平台可以工作在实际无线环境，评估真实信道条件下无线通信系统性能。主要研究了基于5G半实物平台的低功耗通感融合系统的设计与开发。5G半实物平台包含基于第三代合作伙伴计划（3GPP）标准开发的5G半实物基站和5G半实物终端，基站和终端之间通过空口实现数据传输。通过结合5G信号和反向散射通信设计低功耗感知系统，实现人员检测功能，为后续5G-Advanced/6G的实际应用提供了初步验证。     

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。     

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。     

高铁站场景2100 MHz信道仿真与传播特性分析

随着铁路通信系统的发展需要和第五代移动通信技术(5G)的快速推进,5G-Railway(5G-R)有望成为铁路通信系统的下一代标准。2 100 MHz作为5G-R的潜在频段,其在经典铁路场景中的传播特性亟待研究。构建符合场景典型特征的三维模型,基于射线跟踪仿真法研究半封闭式高铁站台场景2 100 MHz无线信道的传播特性。在车站立柱、扶梯旁部署发射机,定义传播模型参数,分别在手持移动设备与车载移动台处进行大量仿真。计算路径损耗、时延扩展、角度扩展等信道特性,为5G-R部署的覆盖功率预测和网络规划与优化提供参考,弥补该频段在铁路应用方面研究的短缺。     

空时相关复合衰落多输入多输出信道模型研究

针对多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)无线传播环境,综合考虑路径损耗、阴影衰落和多径衰落影响,提出一种基于Nakagami-Lognormal分布的相关复合衰落MIMO信道模型,推导并获得各信道自相关和互相关系数的理论表达式;提出一种基于谐波叠加思想的复合衰落MIMO信道仿真方法,并分析了该方法输出信道衰落的空时相关特性.数值仿真结果表明:仿真模型输出统计特性均与理论模型吻合;各子信道之间存在互相关性且随阴影衰落方差减小而下降,而自相关性则呈现快速起伏并缓慢下降的特性.     

超短波电台信道模型的仿真研究

无线信道的特性直接关系到为实现优质可靠地超短波电台通信必须采用的技术措施,因此分析研究无线信道模型对于超短波电台通信有着重要的意义。针对平坦开阔地形的超短波无线信道进行了研究,介绍了无线信道的特性以及多径衰落的信道模型和统计特征,描述了超短波无线信道模型的组成框架,结合应用实际进行了信道仿真与性能分析,得到信道模型的时域和频域特性,仿真结果表明该模型满足应用需求,可以应用于超短波电台的算法设计仿真。     

面向电力物联网三维空间几何信道建模的研究

当前研究主要采用椭圆模型描述第6代(6G)电力物联网(IoT)物理层多节点通信场景,忽视了信号传输路径的俯仰角对系统性能造成的影响。为解决这一问题,该文通过建立3维半椭球体几何传输模型描述6G电力物联网物理层通信场景,提高了电力物联网异构网物理层数据传输分析过程中的准确度。在提出的传输分析算法中,通过推导电力物联网通信无线传输信道中不同传输路径的复冲激响应函数表达式,揭示物理层数据的传输特性。数值分析不同传输路径间的互相关特性,探索电力物联网的时域传输特性,验证上述信道传输特性仿真结果的正确性,对于分析与设计电力物联网无线通信系统具有重要的理论依据和技术支撑。     

3D MIMO系统下水平和垂直维联合预编码的研究

第五代(5G)移动通信网络将会在很大程度上提高无线通信的速率。由于多入多出系统(MIMO)能够满足5G网络中对信息速率越来越高的要求,现在正受到广泛的关注。然而,传统意义的二维(2D)MIMO技术仅仅能控制水平维的波束。为了满足5G的需求,需要引入能同时考虑水平维和垂直维波束的三维(3D)MIMO技术。本文基于3D MIMO信道模型,在分析3D MIMO信道相关性的基础上,针对发射相关和接收相关矩阵在水平维和垂直维的分解,提出了一种利用3D MIMO信道相关性的有限反馈预编码方案。并在此基础上,结合2D MIMO信道下的DFT码本和Grassmannian码本,提出了两种新的3D MIMO信道下的码本。实验结果表明,提出的3D MIMO预编码方案整体性能优于传统2D MIMO和现有的3D MIMO预编码方案。在3D MIMO系统中,由于可以动态调节天线的下倾角,故充分发掘了空间三维自由度。3D MIMO预编码技术减小小区间干扰,增加了系统容量,有效地提高了整个通信系统的性能。      

第五代移动通信系统展望

快速发展的无线移动通信技术以其接入的便捷性越来越受到人们的青睐,未来移动通信系统各方面的需求呈现爆发式增长,这在技术及频率上给未来无线移动通信系统带来了巨大的挑战。未来无线移动通信如何发展成为业界研究的重要课题。文章首先介绍5G概念,然后总结当前5G需求并基于5G需求提出5G愿景。     

第5代移动通信技术及发展趋势

第5代移动通信技术（ fifth-generation,5G）是继4G之后,为了满足智能终端的快速普及和移动互联网的高速发展而正在研发的下一代无线移动通信技术,是面向2020年以后人类信息社会需求的无线移动通信系统。首先介绍了5G的概念、应用展望及性能特征;然后重点阐述了5G的关键技术,包括高频段传输技术、新型多天线传输技术、设备间直接通信技术以及密集网络技术技术等;最后分析了发展5G技术面临的挑战。     

面向5G的大规模MIMO技术综述

未来第5代移动通信系统(5G)中无线数据业务量的爆发性增长推动着研究人员发展新的颠覆性技术.作为5G的关键候选技术之一,大规模多入多出(MIMO)在基站使用远超激活终端数的天线,能增加一个数量级的频谱效率并大幅降低发射功率.首先介绍了大规模MIMO的系统模型和理论性能,其次分析和归纳了在信道测量与建模、信道信息获取、传输方法的研究成果,然后简述了实验和测试进展,最后讨论了未来研究方向.     

基于低精度量化的无线传输理论最新研究进展

5G移动通信技术相比于目前的4G移动通信技术,其峰值速率将增长数十倍,达到吉比特.未来移动通信系统面临着硬件成本高昂、系统功率消耗过高等问题,成为高传输速率通信的主要瓶颈之一.为了解决上述问题,学术界展开了对低功耗高效传输技术的研究,其中能够有效解决上述问题的途径之一就是低精度(如1～3 bit) ADC的接收机.通过对高斯信道下低精度量化的信道容量进行分析,发现相较于传统高精度ADC接收机,2～3 bit的ADC所带来的信道容量损失在可接受的范围内.面向低精度量化在无线通信系统中的应用,综合论述了低精度量化对信道容量的影响以及低精度量化下接收机的设计,解决了低精度量化下诸如同步、增益控制、信道估计等问题,为低精度量化通信系统的具体实现提供指导.     

未来移动通信系统展望和我国的发展战略

综述了未来移动通信系统的发展趋势及其在技术上所面临的桃战，在分析国内外移动通信发展现状的基础上，指出了我国移动通信领域的发展战略。未来移动通信系统更高量级数据速率的要求、数据速率的大动态变化范围、IP地址的个人化和有限的频谱资源等诸多方面的特点，要求系统有更加先进的网络、更加灵活高效的空中接口和移动终端等。世界各国已经开始了4G的研制工作。我国应该抓体时机，及时开始4G关键技术的研究，在不断发展科研力量和输出知识产权的基础上，要充分利用各种有利因素，扩大我国在移动通信领域的国际影响，以推动我国未来移动通信事业的发展。     

基于网络的视频通信系统的设计

随着移动通信和多媒体通信的飞速发展,构建于无线网络之上的多媒体服务已经被越来越多的用户所接受。2．5代移动通信CDMA的典型带宽为30～50kb／s,可以传输低速的视频,但是对多媒体应用来说,其质量还是未能达到要求。在现有技术条件下,如何在CDMA无线信道中保证视频流的质量以及如何扩大带宽提高视频质量,是值得研究的问题。文中提出了一种在多个CDMA通道中进行视频传输的框架,利用多个CDMA无线信道绑定的方法,提高了视频的帧率和分辨率。     

Radio Network Aggregation for 5G Mobile Terminals in Heterogeneous Wireless and Mobile Networks

This paper provides a novel design concept for advanced mobile multi interface terminals with radio network aggregation capability and enhanced quality of service (QoS) provisioning for multimedia services (voice, video and data) in heterogeneous wireless and mobile networks. A new module is established which provides the best QoS and lowest cost for any given multimedia service by using simultaneously all available wireless and mobile access networks for a given traffic flow. This novel adaptive QoS module with adaptive QoS routing algorithm is called advanced QoS routing algorithm (AQoSRA), which is defined independently from any existing and future radio access technology. The performance of our proposal is evaluated using simulations and analysis with multi-interface mobile stations with AQoSRA within, carrying multimedia traffic in heterogeneous mobile and wireless environment with coexistence of multiple Radio Access Technologies, such as 3G, 4G as well as future 5G radio access networks. The analysis of the proposed framework for radio networks aggregation in advanced mobile terminals has shown overall better performances regarding the achievable throughput and multimedia access probability in heterogeneous wireless and mobile environment.     

一种新型SCTP路径切换机制

随着无线通信技术的多样化发展,越来越多的移动终端具备了多个无线网络接口。流控制传输协议（SCTP）具有多宿主特性,能够通过路径失败的切换机制来提升传输的鲁棒性。针对无线网络的链路多变、频谱稀缺且具有相对较高的丢包率、中断率等特点,提出一种无线环境下综合考虑链路带宽和稳定性的SCTP路径切换机制。仿真结果表明,提出的机制可较好地对抗无线环境的不稳定性,并更加有效地利用无线频谱资源。