面向6G的毫米波多频段多天线信道测量系统构建及实测验证

毫米波是5G和6G无线通信系统的关键技术.设计满足6G多频段、多天线、高动态范围需求的信道测量系统是6G无线信道研究面临的首要挑战.针对这一需求,本文构建了一种毫米波多频段多天线信道测量系统,可以覆盖24.25～28.5 GHz、31.8～33.4 GHz、37～42.5 GHz等毫米波频段,支持最高16×16天线配置.首先介绍该信道测量系统的架构与性能指标,提出多通道并行校准方案以及测量数据处理算法;其次,基于该信道测量系统开展26 GHz室内外场景的信道测量实验,分析路径损耗、时延扩展以及奇异值扩展等信道统计特性.通过对实测结果分析,验证了该信道探测器用于毫米波段测量的有效性.     

超大规模MIMO信道测量建模研究综述

超大规模多天线技术(Extra-large Scale Massive Multiple-Input Multiple-Output,XL-MIMO),是5G大规模MIMO进一步向更高空间维度的扩展和延伸。随天线数目大幅增加,XL-MIMO部署呈现超大孔径阵列等新形态;其传播信道在5G大规模MIMO信道模型近场传播、空间非平稳等特性基础上,进一步呈现出用户可视区域不同等新特点,因此,需要新的模型架构对其进行描述。基于此,对文献中XL-MIMO相关的信道测量、特征分析与建模方法进行综述。从传统无线信道模型出发,对有限维MIMO、大规模MIMO、XL-MIMO共同的信道建模理论与手段、随阵列尺寸增加所表现出的信道新特性以及新特性所催生的新模型架构进行了详细阐述,对XL-MIMO信道特性下出现的挑战与机遇进行了展望,以期为未来超大规模MIMO传输设计提供重要参考。     

MIMOOTA测试系统的校准和验证

从MIMO的特性出发,在全电波暗室内利用多天线探头测量方法,实现了对多天线无线设备OTA的多径环境模拟。给出了OTA多径信道模拟器的校准要求,以及验证测试环境可靠性的方法,满足了设计要求。     

65.5 GHz毫米波信道测量与分析

毫米波技术和大规模多输入多输出天线技术是5G移动通信系统的关键技术.为了研究60 GHz毫米波频段宽带信道特性,在会议室进行了65.5 GHz频段的信道测量活动.首先基于方向性路损模型,研究路径损耗指数和阴影衰落特性;然后基于空间交替广义期望最大化(space-alternating generalized expec...     

面向电力应用场景的5G信道测量与路损模型修正

传统公网5G信道模型一般针对城市、街区等场景进行建模,在变电站等电力工业场景中适应性不足。为支撑5G在电网的规模化应用,需要开展对特定电力场景的信道测量与建模以指导电力5G无线网络规划和系统级仿真。本文在500 kV变电站开展5G频段的实地信道测量,分析了时延功率谱、路径损耗等信道特性,并在此基础上提出了一种引入天线高度矫正因子的路损模型修正方法,以便更准确地对天线高度与路损之间的关系进行建模,同时对比分析与5G标准路损模型之间的差异。结果表明,该模型能更好地适应电力应用场景,可为通信性能评估提供参考与指导,并为电力通信设备的覆盖范围预测提供理论依据。     

5G Massive MIMO天线OTA测试方法探讨

针对5G Massive MIMO天线测试展开讨论,参考当前5G天线测量前沿技术提出5G Massive MIMO通信系统级测试的方案,实现对整个基站、终端在仿真信道环境中的上下行模拟,直接测量通信系统工作指标.对毫米波波段天线测量中常用的紧缩场系统进行深入介绍和分析,探讨紧缩场技术在5G Massive MIMO天线测试中的应用前景.最后,介绍天线近场聚焦的原理及相控阵天线在紧缩场中的测量应用.     

5G毫米波频段不同天线形式信道参数测量及对比分析

基于5G毫米波应用频段,开展了全向天线、喇叭天线以及阵列天线的信道测量与信道参数对比分析研究. 利用空间交替广义期望最大化(space-alternating generalized expectation-maximization, SAGE)算法提取了多径信道参数,包括多径时延、到达角、多径强度等,基于多径分量距离（multipath component distance, MCD）对多径分量进行了分簇结果的对比,对比分析了相同测量点处不同天线形式得到的信道参数差异. 结果表明,同场景下不同天线的信道参数测量结果会有较大差别,全向天线路损指数最小,阵列天线均方根(root-mean-square, RMS)时延扩展和RMS角度扩展均最小,喇叭天线可以得到较多的簇. 本文为5G毫米波频段信道建模提供了不同天线形式信道参数结果对比分析数据.     

试论大规模天线对5G的意义及所面临的挑战

在技术水平不断提升的过程中,5G技术应运而生,有效满足了人们的需求。5G当中应用了大规模天线技术,有利于提高信号处理效率,促进5G技术的发展。但是,大规模天线技术在发展过程中也面临一些挑战,例如天线数量的增加会加大天线尺寸,也会导致传统的信道建模方式不符合需求。因此,需进一步完善大规模天线技术,促进5G的发展。     

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大规模天线基站下的多用户性能测试技术

在当前5G系统全球商用化的时代,针对基站大规模天线下的多用户技术,对基站和终端进行性能测试是实现产品升级迭代的重要环节。首先,介绍5G多用户技术的主要特点并说明了多用户性能测试的意义。其次,为了实现不同信道环境的大规模天线基站下的多用户性能测试,给出多用户无线信道建模技术。最后,通过对建立的信道模型进行实现,给出了大规模天线多用户性能测试的主要技术方案和测试建议。     

基于电磁有限导体面镜像的抗干扰天线技术研究

针对2 400 MHz频段的电磁干扰问题进行了研究,基于物理层微带技术,结合电磁有限导体面镜像和阵因子叠加原理,设计了一种具有特殊辐射性能的天线结构,并对天线介质进行了研究,通过试验验证其对Wi-Fi、TD-LTE等网络的抗干扰特性,对降低信道报文重传率、提高信道报文传输速率等方面效果明显.     

变电站内5G终端通信信道建模与分析

以巡检机器人为代表的终端设备在变电站中应用广泛,第五代移动通信(5G)技术发展迅速,未来5G可移动终端在变电站的应用将会越来越多。通信系统的性能与无线信道息息相关,因此研究变电站中可移动终端的5G通信信道特性至关重要。文章针对变电站三维(3D)散射环境下5G可移动终端的通信信道的特性问题,基于多输入多输出技术,提出采用几何分析法建立3D信道模型,并推导出了信道的时间自相关函数、空间互相关函数。基于5G频段,仿真并分析了无线信道的自相关和互相关特性;研究了不同大小的莱斯因子对无线信道特性的影响。上述仿真结果表明了5G终端在变电站的可用性,拓宽了变电站场景下可移动终端运用5G通信技术的研究。     

一种自适应MIMO信号发射与检测方法研究

无线通信中的多天线(MIMO)技术是提高系统容量的主要方法,在慢衰落信道下可以将接收端获得的信道信息(CSI)反馈到发送端以提高系统的性能.传统的反馈-预编码方案奇异值分解(SVD)法但受空间相关特性和传统VBLAST系统对收、发天线数目要求的影响而限制了它在实际系统中的应用.该文提出一种自适应多天线传输方案,其采用了统一信道参数反馈模型和空时分组编码(STBC),实现了一种可以用于各种空间相关特性和各种收、发天线数的多天线传输方案可以克服SVD方案的以上缺点.文中仿真也验证了该系统的接收天线可以比发射天线少,并且能够在高相关性信道下工作.     

一种低复杂度信道模拟器的设计

针对TD-LTE射频一致性测试系统专项的需求及通用信道模拟器设计周期长、复杂度高的现状,研究了影响无线信道特性的路径损耗、阴影衰落、多径多普勒效应和高斯白噪声等因素,并相应提出了一种新的计算正余弦函数方法和高斯白噪声产生方法。通过信道理论建模、Matlab链路搭建进行模型优化分析以及基于Xilinx公司Virtex-6芯片的模型FPGA实现,得到了一种简单有效的信道模拟器。实验表明,用TD-LTE基带信号作为激励,该信道冲激响应与Matlab理论值误差在2‰之内,且模型不涉及SCM、WINNER等模型天线方向图、多链路等高复杂度模块,说明该信道模拟器具有简便性和可靠性。     

“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.     

一种新的MIMO信道模型

实际无线通信环境中发送天线之间以及接收天线之间存在相关性.针对以上特点,从多径MIMO信道的特性出发,首先建立发射天线相关系数矩阵和接收天线相关系数矩阵,并将它们引入无线信道的莱斯MIMO信道模型中.最后通过分析LOS MIMO信道相关模型和瑞利衰落MIMO信道相关模型,给出了具体的建模步骤.仿真结果表明采用本文方法产生的信道模型的MIMO系统误码率更低,从而验证了该信道模型能够较好地模拟MIMO系统的空间信道.     

大规模天线技术在5G中的应用

5G商用牌照即将下发,规模建设即将到来,5G性能指标相对4G有几十~上百倍的提升,性能提升必须有新技术支撑,大规模天线技术是5G关键技术之一,是传统MIMO技术的延伸、演进。文章重点介绍了4G、5G天线对比,大规模天线给5G网络带来的增益并通过实际应用案例验证应用效果。     

中国5G技术研发试验第一阶段完成关键技术已通过验证

9月22日,在“5G创新发展高峰论坛”上,IMT-2020 (5G)推进组5G试验负责人、无线技术组副组长魏克军博士公布了我国5G无线技术试验进展及后续计划. 据悉,为了验证5G单点关键技术功能和性能,我国在今年年初正式启动5G技术研发试验,第一阶段试验于9月15日结束.所涉及的5G关键技术包括大规模天线阵列、新型多载波、高频段通信等,还包括全双工、空间调制等技术.     

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。     

中国移动:多项测试符合预期计划5G技术4G用

中国5G技术研发试验第一阶段相关测试近日结束,通信世界全媒体记者从中国移动研究院了解到,在此次测试中,中国移动联合合作伙伴开展了基于4G框架的5G单点候选技术验证和测试,涉及的技术包括3D-MIMO(大规模天线)、以用户为中心的网络、新型多址、新型编码、全双工等.