智能天线中的下行波束赋形

智能天线技术是TD-SCDMA系统中的关键技术,其中下行波束赋形使下行波束对准移动用户,可靠地减小了干扰,提高了系统的频谱利用率。本文给出了TD-SCDMA中的下行波束赋形算法,并对算法进行了仿真。     

毫米波无线通信系统混合波束成形综述

毫米波频段拥有大量未充分使用的频谱资源,能有效缓解低频段频谱拥塞,并且由于毫米波波长较短,能极大地减小大规模天线系统的物理尺寸,使得毫米波通信成为5 G无线通信系统潜在的关键技术之一。考虑到毫米波传播路径损耗严重,毫米波系统需采用波束成形技术改善传输质量。在毫米波大规模多输入多输出(Multiple-input multiple-out, MIMO)系统中,由于数字波束成形高功耗、高成本问题,混合数模波束成形成为重要的替代方案。本文首先阐述了毫米波混合波束成形的研究现状,而后给出了系统模型,最后介绍了信道估计、码本设计和低复杂度设计等混合波束成形的关键技术。     

基于UCA天线的轨道角动量无线电波束的研究

有研究发现,电磁波(EM)的一种特性是能够多路传输携带轨道角动量(OAM),每个电磁波波束都具有独特的螺旋相位波前。因此,轨道角动量可以作为新的资源应用于无线通信中。通过发送多个同轴数据流,这种基于OAM的复用可以潜在提高无线通信系统的容量及频谱效率。在OAM的生成方式中,均匀圆形天线阵(UCA)通过向每个天线元件馈送一定的相位偏移来辐射承载轨道角动量的电磁波波束。文中详细介绍了轨道角动量的发展现状及其基本理论,对UCA天线生成的OAM涡旋波束进行了研究。通过对UCA天线产生的涡旋电磁波波束的振幅和相位进行分析,得到了携带轨道角动量的蜗旋波束的传播特性以及具有不同OAM模数的涡旋电磁波的辐射特点。     

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。     

FD Massive MIMO协作多点传输场景下提升系统频谱效率的算法研究

近年来,随着智能终端数量的增长与第五代移动通信技术的发展,移动通信系统对系统频谱效率以及数据吞吐量的需求越来越高。因此,如何能提升未来无线移动通信系统频谱效率成为了5G研究的重点方向。在第五代无线移动通信新空口技术(5G NR)研究进程中,协作多点传输技术(CoMP)通过其多个传输点的联合传输,降低小区间干扰(Inter-cell Interference),从而提升小区边缘用户的覆盖性能,实现了网络容量以及频谱效率的大幅提升。另一方面,全维度大规模多输入多输出技术(FD Massive MIMO)充分运用了FD MIMO的维度资源、波束赋形以及角度调整技术以及Massive MIMO的大规模的天线跟波束资源,进一步实现了网络频谱效率的提升。本文在FDMassiveMIMO协作多点传输场景下深入研究了提升系统频谱效率的算法,通过对比分析总结出一种有效提升频谱效率并同时实现干扰协调的算法。最后,给出了系统级仿真结果并证明了该算法在提升系统频谱效率方面的优越性能。     

多波束卫星通信系统中的物理层安全传输算法

为了提高卫星通信系统的安全性,将物理层安全技术应用到多波束卫星通信系统下行传输中。首先,建立了多波束卫星物理层安全通信系统模型。随后,以系统最大化保密和速率为目标,介绍了迫零(Zero-Forcing,ZF)和增强信漏噪比(Enhanced Signal-to-Leakage-and-Noise Ratio,E-SLNR)两种波束成形算法。仿真结果表明,统一考虑了波束间干扰和窃听者信号泄漏影响的E-SLNR波束成形算法不仅不受限于天线数目,而且相比ZF算法获得了更好的安全性能。     

相位激励赋形多波束形成算法分析及仿真实现

数字波束形成是天线技术与数字信号处理技术结合的产物,是智能天线实现空分多址的关键技术.采用相位激励赋形多波束形成技术,给出了智能天线数字多波束形成的优化算法,利用该算法对均匀圆环阵天线各单元权值进行计算,仿真实现了均匀圆环阵天线多波束方向图,在不同方向上同时得到了多个波束.该算法计算复杂度低,空间隔离度好.阵元呈圆环状分布,具有全向搜索特性,克服了直线阵搜索的缺点.该方法还可用于任意单元构成的不均匀阵列天线,以及波束展宽和扇形波束的形成.     

基于天线分组的高铁大规模多输入多输出自适应波束赋形方案

针对高铁大规模多输入多输出（MIMO）系统的吞吐量未被充分提升的问题，提出一种基于天线分组的自适应波束传输方案。首先利用基站（BS）预知的列车位置信息，并将波束赋形技术引入高速场景，建立高铁大规模MIMO的三维模型；其次验证BS天线分组情况下，子波束的吞吐量与其对应的发射天线数满足非线性关系，且子波束天线数变化并未对其他波束的吞吐量产生影响。基于此，以天线分组的自适应波束赋形方案对列车运行至不同位置的波束数和子波束所需的发射天线数进行调整，保证不同位置的最优系统吞吐量。计算机仿真表明，该方案与传统的单波束、双波束、八波束相比，在列车距基站125 m范围内分别实现了系统吞吐量87.9%、62.3%、50.6%的提升，在125 m之外与单波束赋形的系统吞吐量相近。实验结果表明，所提方案无论列车距BS较近或较远时，系统吞吐量均处于最佳水平，更好地适应高速铁路环境。     

基于紧缩场暗室的相控阵天线快速测试系统设计研究

随着有源相控阵天线技术的发展,针对有源相控阵天线的快速校准及测量成为了制约其大批量产业化生产的瓶颈。本文针对有源相控阵天线校准测试效率问题设计了一套基于紧缩场暗室的相控阵天线快速测试系统I,可实现多频点、多波束的自动化测试。系统用于产品辐射特性测试,对远场波瓣图进行采集,并具备幅相校准,波束指向精度补偿,ERP和G/T等指标的测试和处理能力。     

基于自适应截断机会波束的无线传感器网络

衰落环境会造成无线传感器网络性能急剧下降,为了提高衰落通信信噪比,讨论了在单跳网络的中心节点设置多天线阵列,通过采用截断机会波束技术,并选择状态好的传感器节点来提高衰落信道性能的方案.分析了采用自适应机会波束后节点的反馈量以及信干噪比分布函数的变化,并对系统进行仿真,验证了自适应截断机会波束系统能够提高节点信干噪比和系统容量.     

浅议智能天线在移动通信网中的应用

智能天线是一个天线阵列.它由多个天线单元组成,可以形成多个不同方向的波束,其基本思想是通过天线阵列及时空信号处理技术,提取各移动用户的空间方位信息,利用用户位置的不同,减少干扰提高移动通信的传输质量及系统容量,在CDMA网中的应用具有特别重要的意义.     

MIMO系统中基于微时隙波束选择的机会波束形成性能仿真

文章研究了可以获得MIMO系统慢衰落信道中下行链路多用户分集增益和复用增益的机会波束形成（OBF）技术,并将其扩展到接收端多天线的情况下,发射端采用基于微时隙的波束选择技术进一步提高系统容量。每个微时隙基站利用随机产生的酉矩阵将M个数据子流承载在M个随机波束上进行发送,根据每个用户的反馈信干噪比机会地决定接收用户。最后系统选择使其容量最大的正交酉矩阵发送数据,并用注水算法进行功率分配进一步提高系统吞吐量。文中提出方法的优点在于,在接收端多天线的情况下系统通过波束选择技术进一步提高系统吞吐量。     

一种新型多波束智能天线的研究

本文介绍了一种新型的定向多波束智能天线,详细地说明了这种定向多波束智能天线的工作原理和信号接收模型.而且与目前研究较多的智能天线技术相比,这种新型的智能天线具有很高的性价比.     

认知无线电网络中基于智能天线的空间频谱接入机会

认知无线电技术可以动态使用授权频段进行传输,因此如何有效利用这些频谱接入机会成为一个研究重点。本文研究在认知无线电网络中使用智能天线,使认知用户在时域上获得频谱接入能力外,还具有增强的空间复用能力。当前频段出现活跃授权用户时,认知用户可以优化天线波束模式,避免干扰授权用户同时保持在该频段上的传输。本文对波束调整的策略进行分析,并给出了使用这些策略时认知用户可以获得的空间共享概率。理论分析和仿真结果均表明,使用智能天线可以使认知用户获得更多的频谱接入机会,频段的利用率大幅提高。     

基于SRS遍历容量的下行波束赋形性能研究

波束赋形传输技术包括下行波束赋形和上行波束赋形。下行链路波束赋形是通过基于估算信道信息加权多天线的发射信号来实现的,从而增强在目标用户方向上的部分功率增益。上行链路波束赋形本质上是对来自不同天线单元信号进行加权和求和计算,以优化所需信号的质量并抵制干扰。简要描述下行链路波束赋形系统模型构建方案和最优获得空间相关矩阵值算法。在此基础上,详细阐述移动通信系统中下行链路波束赋形应用的基本原理,重点研究SRS遍历容量改进优势,分析波束赋形基准性能和多滴仿真性能的特点。结合链路层单一EBB衰落算法的结果,通过对短期和长期以及混合波束赋形技术的比较,得出了一些重要结论。     

智能天线中的干扰抑制算法研究

智能天线技术是是第三代移动通信系统采用的抗干扰关键技术.智能天线技术研究的核心是波束赋型的算法,但各种算法均存在计算量大和收敛速度较慢等缺点,如何提高系统性能成为一个重要课题.提出了一种新的用于智能天线中抑制干扰的波束形成算法,阐述了阵列天线波束形成的最佳权向量技术和估计信号波达方向的改进MUSIC算法,并对其进行了仿真实验.理论分析及仿真结果表明,与目前其它方法相比,具有空间分辨力高、计算量小、稳健性好等优点,有较强的实用性.     

智能天线在未来移动通信系统中的发展动态

智能天线是近年来移动通信领域中的一个研究热点，是解决频率资源匮乏的有效途径，同时还可以提高系统容量和通信质量，智能天线利用数字信号处理技术。产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向，旁瓣对准干扰信号到达方向，以达到充分高效利用移动用户信号并消除或抑制干扰信号的目的。智能天线是一个具有良好应用前景且尚未得到充分开发的新技术，是3G移动通信系统中不可或缺的关键技术之一。     

码分多址在移动卫星通信系统中的信道容量分析

本文介绍了码分多址(CDMA)联接的移动卫星通信系统及其在不同波束情况下,其信道容量的计算方法。给出了单波束固定天线系统、扫描波束CDMA系统、多波束CDMA系统和CDMA扫描波束回程键的信道容量表达式,并对结果进行了详细分析。对正在着手规划和建立我国的移动卫星通信系统具有一定的参考价值。     

3G无线网络规划中的智能天线应用技术浅析

随着3G的广泛使用,迅速增加的业务量和有限的频谱资源之间的矛盾日益突出.智能天线技术的出现有效的提高了系统的频谱利用率,从根本上解决了两者之间的问题.本文从智能天线技术的原理出发,进一步分析智能天线在3G网络规划中的应用,并得到结论.无线技术在未来通信领域的发展是非常乐观的.     

基于轨道角动量的双频阵列天线的设计与分析

随着通信技术的蓬勃发展,通信频带变得越来越拥挤。为了提升频谱效率和信道容量,基于轨道角动量的思想,以同轴馈电的贴片微带天线为阵元,设计了一种可以携带轨道角动量涡旋电磁波的双频微带阵列天线。HFSS的仿真结果表明,该天线的-10 dB带宽为11.37～22.77 GHz和25.06～31.71 GHz,可以产生多种模态值的OAM波束,而且各个模态的OAM波束具有良好的对称性和旋转性,并且在中心频率21 GHz和27 GHz能同时产生OAM涡旋电磁波。该系统在未来的移动通信(6G)具有广阔的应用前景。