面向接入回传一体化的毫米波空地网络建模与分析

无人机(UAV)作为空中基站有望成为传统地面网络的有力补充,以提供灵活覆盖和容量增强的解决方案。然而,大多现有研究忽略空中基站的无线回传这一实际因素对网络性能和用户体验的影响。为此,考虑接入回传一体化的空地毫米波蜂窝网络场景,其中无人机提供热点流量传输服务,地面基站(TBS)提供无人机回传链路并且服务非热点区域用户,以及接入和回传采用正交资源分配方法。针对该场景,提取地面基站、无人机和用户的空间分布特性,以及不同链路信号的传播特性,该文采用随机几何理论建立与之匹配的毫米波空地网络模型,推导了非热点用户的接入链路覆盖率和热点用户的接入回传链路的联合覆盖率。进一步地,基于地面基站和无人机的负载特性分析,推导了两种用户的速率覆盖率以及总体用户性能。基于所提分析框架,该文研究了关键系统参数,如接入链路频谱分配比例、无人机密度和热点用户密度等对用户性能的影响。     

基于随机几何理论的毫米波蜂窝系统覆盖研究

随着移动多媒体业务的日益发展,蜂窝通信的频带日趋紧张,开辟新的频带资源是解决问题的关键技术之一.毫米波频段丰富的频率资源已经成为关注的焦点,它将是下一代蜂窝网络发展的希望所在.提出一种基于随机几何理论的毫米波蜂窝网络基站建模方法,用线段模型对城市中的建筑物进行建模,根据概率理论推导了毫米波蜂窝网络中建筑物的阻挡数量;分析了建筑物阻挡对覆盖产生的影响,研究了毫米波蜂窝网络的覆盖概率与信干比(Signal To Interference Ratio,SIR)之间的关系,最后通过系统仿真对前面的理论进行了验证,仿真结果与毫米波的传输理论一致.     

基于网络编码的系统中断性能分析

在无线通信中,信道的衰落会降低信号传输的可靠性,影响通信质量。协同分集技术作为一种对抗衰落的有效手段,能提高无线通信性能,已经得到了广泛的研究和应用。为了更有效地利用信道资源,本文提出了基于机会式网络编码的协同机制。在两个节点A和B与一个中继节点R相互协同向基站D发送数据的仿真场景下,研究非协同通信机制、传统协同通信机制和机会式网络编码的协同通信机制下的系统中断概率。理论分析和系统仿真表明,当节点A与B之间的链路以及节点A,B到中继R的链路存在衰落的情况下,机会式网络编码的协同策略具有较好的性能。      

5G毫米波无线网络架构及部署场景研究

5G需要满足不同场景下的应用需求,提供高带宽、大连接、低时延的能力,未来毫米波将作为5G低频段的补充,满足5G在热点区域极高的系统容量需求。本文首先分析了介绍了基于5G毫米波的发展情况及传输性能,然后分析了5G毫米波通信的三种网络架构,再结合未来可能的应用需求,提出了5G毫米波通信的主要部署场景及应用案例。     

面向风载作用的毫米波通信系统性能评估

风致振动会造成毫米波系统天线相对位置变化,导致辐射角度偏移,进而影响通信系统性能.针对风载荷的随机性,提出了一种面向风载作用的毫米波系统性能的创新评估方法,基于概率可靠度理论,以使用抛物面天线的某毫米波系统为研究对象,分别推导出了风速与系统中断概率以及信道容量的数学表达式.仿真计算结果表明,当系统天线装载于某19.2 ...     

Nakagami-m信道协作网络编码中断性能分析

无线网络编码是一项能极大提高无线网络流量的有用技术,而协作分集可以有效地克服无线衰落的影响。研究了Nakagami-m信道下协作网络编码系统中断性能,分析了不同协作策略下的互信息表达式,推导了协作网络编码中断概率闭式表达式,并对分析的结果进行了仿真。仿真结果显示,在高SNR和谱效率R〈4条件下,协作网络编码中断概率较分布式空时编码性能SNR增益有接近2 dB的提高,并且随分布参数m值的增大,协作网络编码中断概率性能逐步改善。     

5G毫米波终端关键技术分析

毫米波是5G的关键技术之一,其大带宽、低时延特性为上层应用提供了更大实现空间,但也对毫米波移动终端提出了更多挑战.在与中低频不同的信道环境和终端应用场景中,通过对毫米波移动终端的芯片、器件、工艺和整机实现等方面的梳理和对比,以及对当前5G毫米波终端测试方案的总结,可进一步明确国内在毫米波商用这一时间节点上,终端侧亟需解...     

基于随机网络演算的车联网边缘计算多跳任务卸载性能分析

车联网(IoV)边缘计算通过在网络边缘部署计算资源,可为车载用户提供低时延服务。该文通过随机网络演算(SNC)矩母函数(MGF)法分析车联网移动边缘计算的时延和数据积压性能。首先,分别对车辆高优先级和低优先级业务到达过程、单跳毫米波通信服务过程和边缘计算服务过程进行数学建模;其次,由服务级联定理获得不同优先级业务在多跳网络中的服务过程及其矩母函数表达式;接着,推导了车辆边缘网络不同优先级业务毫米波多跳通信任务卸载的时延和数据积压概率边界闭式解;最后通过蒙特卡罗仿真验证闭式解的准确性。     

机会式网络编码的系统中断性能

该文在两用户通过一个中继节点的协作向基站传送数据的无线通信环境下,研究了基于网络编码的中继策略。与通常的用户到中继的信道是可靠的这一假设不同,该文假设所有的信道都存在衰落现象,比较了复制重传中继策略、确定性网络编码策略和机会式网络编码策略对系统中断概率的影响。仿真结果说明了机会式网络编码中继策略具有较好的性能。     

基于随机几何理论的多天线密集异构网络性能分析与优化

无线网络的异构化、密集化部署极大地提高了系统容量,可满足用户日益增长的数据流量需求,但是复杂的网络结构、近乎随机的基站分布不利于系统的性能评估和参数设计。针对这一问题,该文提出一种适用于多天线密集异构网络的性能分析框架。首先,利用随机几何模型推导了覆盖率的闭合表达式并给出了优化方案。为了直观地观察关键系统参数对覆盖率的影响,还给出了一种渐近表达式。其次,推导了区域频谱效率(ASE)的积分表达式,为了减小计算复杂度,给出了一种ASE的上界。最后,还提出了一种有效的算法来设计最优的基站(BSs)部署密度,以在满足覆盖率需求的前提下最大化ASE。仿真结果验证了理论分析的正确性和所提优化算法的有效性。该文的研究成果不但可以为复杂网络的性能分析提供理论依据,还可为系统的优化与设计提供可行性方案。     

毫米波微小区网络中基于公平准则的分布式用户关联算法

由于定向线性视距(Line-of-Sight,LOS)传输和对障碍物的敏感,使得毫米波微小区网络中的用户关联问题更为复杂。提出一种毫米波微小区网络中基于公平准则的用户关联算法,首先建模毫米波信道的不稳定性和用户切换成本,然后将基于公平准则的用户关联算法建模并证明为一个凸问题,利用拉格朗日对偶理论对原问题进行求解。分析与仿真结果表明:(1)当小区切换成本较低时,用户终端(User Equipment, UE)仅关联至单个微基站(Small Base Station, SBS)上为宜;(2)当小区切换成本较高时,UE同时关联至多个微基站为宜;(3)与其它算法相比,文中所提方法吞吐量增益显著。     

基于混合波束赋形的室内毫米波MIMO系统性能分析

混合波束赋形在射频模拟域波束赋形的基础上,通过在基带实现数字域波束赋形来进一步提高数据速率.本文针对基于混合波束赋形的室内毫米波MIMO（Multiple Input Multiple Output）系统进行性能分析,分别评估了迫零（Zero Force,ZF）接收机、最小均方误差（Minimum Mean Square Error,MMSE）接收机以及匹配滤波（Matched Filter,MF）接收机在基于码本的最优波束选择下的传输速率,并对接收机在不同的信道环境下进行性能评估.仿真结果表明,无论视距（Line-Of-Sight,LOS）传播路径是否被遮挡,MMSE接收机和ZF接收机在总发射功率较高时均具有接近容量的性能;在总发射功率较低时MMSE接收机的性能则略优于ZF接收机.相反,MF接收机始终保持较差的性能.系统可根据总发射功率大小以及接收机的实现复杂度来选取合适的接收机.本文所研究的系统可应用于实际室内无线个域网（Wireless Personal Area Networks,WPAN）以实现高速短距无线通信.     

基于MTV型薄膜烟火药毫米波辐射性能研究

为探究烟火药的毫米波辐射性能,在传统MTV(Magnesium-Teflon-Viton)型烟火药的基础上,以乳糖和碳纤维为添加剂,制备一种薄膜型烟火材料,对该种材料的燃烧性能和毫米波辐射性能进行测试分析。研究结果显示,乳糖的添加能有效降低烟火药的燃温和燃速,提高烟火药的燃烧稳定性。当乳糖在烟火药中的占比达到20%时,燃烧火焰的最高温度从1930 ℃下降到1220 ℃,持续燃烧时间从1.8 s 增加到6 s。碳纤维能够增强烟火药的毫米波辐射强度,且随着烟火药燃烧温度的降低,碳纤维对烟火药毫米波辐射的增强愈加明显,当烟火药中乳糖占比为15%,碳纤维添加量为0.625%,短切长度为1 mm 时,烟火药燃烧火焰的毫米波辐射强度增强了约40%。     

Millimeter Wave and Terahertz Communications： Feasibility and Challenges

In this paper, the challenges with and motivations for developing millimeter wave and terahertz communications are described. A high-level candidate architecture is presented, and use cases highlighting the potential applicability of high-frequency links are discussed. Mobility challenges at these higher frequencies are also discussed. Difficulties that arise as a result of high carrier frequencies and higher path loss can be overcome by practical, higher-gain antennas that have the added benefit of reducing intercell interference. Simulation methodology and results are given. The results show that millimeter wave coverage is possible in large, outdoor spaces, and only a reasonable number of base stations are needed. Network throughput can exceed 25 Gbit/s, and cell-edge user throughput can reach approximately 100 Mbit/s.     

5G毫米波在移动通信系统的应用探究

在频谱资源越来越紧缺的情况下,毫米波的大带宽优势使其成为第五代移动通信技术的重点。目前,我国5G建设正如火如荼的进行着。毫米波做为我国5G候选频段,对5G发展的重要性不言而喻。本文从分析毫米波的传输特性入手,通过介绍其优劣势和massive MIMO技术的结合,进而引入5G毫米波在未来移动通信系统的应用场景及组网架构,为5G毫米波落地实施提供参考。     

MMIC毫米波倍频器的研究

在介绍倍频器工作原理、各种实现方法及其优缺点的基础上,阐明了采用MMIC(单片微波集成电路)工艺实现高性能、高可靠性、小型化毫米波倍频器芯片的技术特点及应用需求,比较了单管和平衡两种不同结构MMIC毫米波倍频器的优点与不足,全面综述了国内外对MMIC毫米波倍频器的研究情况,介绍了MMIC毫米波倍频器的最新研究进展,展望了MMIC毫米波倍频器的发展趋势,提出了一些建议。     

多天线中继网络中的终端性能和多样性分析

The performance of multi-antenna multi- relay cooperative system is investigated in this paper. Two relaying strategies, i.e., reactive and proactive strategies are analyzed with the Amplifyand- Forward (AF) and Decode-and-Forward (DF) protocols. We derive the Cumulative Distribution Function (CDF) of the received Signal-to-Noise Ratio (SNR) at the destination, which is used to calculate the exact outage probability, for both AF and DF protocols. According to these results, we conclude that a cooperative network which composes K relays each equipped with nr antennas can achieve maximal order-(2nrK+1) diversity gain, by proper processing at relays and destination. Furthermore, the performance comparison is given, in terms of outage probability. These two strategies outperform each other in different scenarios in AF protocol, whilst proactive strategy is always better than its counterpart in DF protocol. According to these results, the optimal power allocation schemes among relay nodes are also presented, with reasonable power constraint.