5G高频通信技术测试

一直以来,由于低频频率的覆盖特性好,移动通信都聚焦在低频段.但低频段的可用频谱资源比较有限,从2G到4G,业界不断通过技术创新来提高低频段的频谱效率.到了5G时代,由于对峰值速率和小区容量的极致追求,仅仅通过提高频谱效率已经无法满足5G需求.因此,5G网络建设的关键思路就是高低频协调发展,即在低频的基础上,额外使用更高的频段和更大的带宽,来满足下一代宽带移动通信的要求.     

上行多点协作网络中的最优回程链路容量分配

基站节点间回程链路的有限容量制约着蜂窝移动通信系统中多点协作网络的性能。为了有效利用回程链路容量资源,提高节点协作增益,该文以上行多用户的两节点协作网络单元为研究对象,提出了一种基于压缩—转发及用户配对的多点协作多载波传输方式;建立了在回程链路容量有限的约束下,用户配对、载波映射、压缩噪声设计及载波间回程链路容量分配的联合优化问题;提出了一种基于轮换优化的低复杂度求解算法。仿真结果表明:与随机及均等资源分配方法相比,该算法可在有限回程链路容量条件下有效提高网络的和速率。     

卫星通信系统级联编码方式的Labview仿真

随着对卫星通信需求的增加以及卫星新技术的发展,卫星通信向小型化和高频段方向不断发展,工作于Ka频段或者更高频段的卫星通信系统逐步得到发展和逐步使用.该文通过卫星通信系统中不同级联编码在Ka频段信道模型的基础上,对几种级联编码方式进行了分析研究和Labview仿真.表明采用足够深度的内交织级联码系统在高频段上可以获得更低的误码率和更高带宽效率.     

TD-SCDMA系统下行链路的协作通信技术应用研究

蜂窝系统和协作通信的结合将在抗衰落抗阴影、保障切换、扩展服务区覆盖和MIMO技术实用化方面具有极大价值。结合联合发送算法，对TD-SCDMA下行链路应用协作通信技术进行了研究并设计了实用方案，同时对该系统计算量和抗干扰能力在理论和不同的仿真条件下进行了分析，仿真结果显示了该系统具有优越的性能和良好应用前景。     

基于多混沌载波的超宽带系统

利用驱动响应的思想,设计了三级级联Colpitts振荡超宽带混沌信号产生电路.该电路结构简单,经仿真电路产生的混沌信号频谱分量丰富,带宽符合FCC的超宽带信号的定义.使用该电路可以构造新颖的多混沌载波超宽带系统,给出了发射机和接收机的结构,并对不同通信速率下的系统误码率进行了仿真,结果表明该系统可以根据工作环境,灵活设定工作频段,在高通信速率下具有较低的误码性能,并且具备高保密性和低截获率等优点.     

临近空间Ka频段信道建模

构建了一种临近空间Ka频段小区制覆盖的通信信道模型。首先,讨论了临近空间信道的几何特性,将通信覆盖区域根据不同仰角分为高仰角区、中仰角区和低仰角区;其次,分析了影响信道特性的5种因素:大气吸收衰减、对流层闪烁衰减、云雾衰减、降雨衰减以及地面反射体造成的多径效应,总结出降雨衰减和多径效应对临近空间Ka频段通信信道的影响要远大于其他3种因素;最后,分析了不同仰角情况下,地面反射体、雨衰对信道的影响,并且根据Ka频段静止卫星通信信道在各种天气条件下信号的概率分布参数,对临近空间Ka频段小区制覆盖的通信信道模型进行了仿真,分别给出了不同仰角区的误码率性能仿真曲线。对于临近空间通信平台的开发与研究具有指导意义。     

无线分组数据业务中的速率自适应技术

目前世界范围内无线蜂窝系统的覆盖率已经达到了90-95%[即在小区覆盖的范围内,约有90-95%的区域中信干比(SINR)可达到期望值].通常情况下小区范围内大部分区域的SINR值都是远高于目标值的,因为若SINR等于或者大于期望值,可以保证系统的数据速率,从而保证了语音质量.对分组数据业务来说,系统在高SINR值的情况下,可通过降低编码率或降低扩频速率和/或增加星座图密度等方法,提供更高的数据速率.用户在较好的链路下数据速率会提高,同时蜂窝系统的频谱效率(b/s/Hz/扇区)也会显著提高.目前主要的蜂窝系统标准都定义了这种速率调整过程.本文当中我们将探讨CDMA (IS-95),宽带CDMA (cdma2000和UMTS WCDMA),TDMA (IS-136)和GSM (GPRS和EDGE)中的数据速率自适应过程. 或者大于期望值,可以保证系统的数据速率,从而保证了语音质量.对分组数据业务来说,系统在高SINR值的情况下,可通过降低编码率或降低扩频速率和/或增加星座图密度等方法,提供更高的数据速率.用户在较好的链路下数据速率会提高,同时蜂窝系统的频谱效率(b/s/Hz/扇区)也会显著提高.目前主要的蜂窝系 标准都定义了这种速率调整过程.本文当中我们将探讨CDMA (IS-95),宽带CDMA (cdma2000和UMTS WCDMA),TDMA (IS-136)和GSM (GPRS和EDGE)中的数据速率自适应过程.     

基于多维马尔可夫链的两跳中继蜂窝系统拥塞控制建模

提出了一种结合蜂窝和中继技术的两跳中继蜂窝系统结构用来增加系统容量和平衡流量负荷,并利用多维马尔可夫链建立了它的拥塞控制模型。然后在这个模型的基础上,分别得到了系统的平均下行传输速率和数据包呼叫请求阻塞概率。最后通过数值计算分析了各种系统参数对具有拥塞控制功能两跳中继蜂窝系统性能的影响。研究结果表明,与两跳中继蜂窝系统相比,具有拥塞控制功能的中继系统在提供相同平均下行吞吐量的同时,可以有效降低系统的呼叫请求阻塞概率。     

单自由度随机系统的幅频与相频特性变异性分析

采用Monte Carlo方法,引入相对均差函数的概念,对单自由度线性随机系统的位移响应的幅频与相频特性的变异规律进行了定量研究.结果表明,系统动力学参数中,刚度和质量随机都会引起幅频特性均值曲线的峰值降低、位置前移、半功率带宽值增加;而阻尼系数随机会引起幅频特性均值曲线峰值升高,半功率带宽值减小.与刚度随机时的影响相比,质量随机时的半功率带宽增加幅度较小,峰值位置前移幅度较大;刚度随机时对低频段影响较大,质量随机时对高频段影响较大.刚度与质量参数随机时相频特性均值曲线的拐点位置不变,只是拐点附近曲线陡峭度减小.与刚度和质量随机相比,阻尼系数随机时幅频与相频特性的变异较小.     

平台水平移动对高空平台通信系统性能的影响

基于飞艇或飞行器的高空平台(HAP)通信系统面临的一个主要的挑战是平台位置保持。平台保持准静止位置的代价较大。因而,通常建议平台保持在一个位置圆柱内。本文推导终端采用固定指向天线时平台水平最大偏移距离计算公式,并分析有限和无限呼叫持续时间条件下覆盖区蜂窝内呼叫的切换概率。研究表明,平台最大水平偏移距离随着终端波束带宽的增大而增加;相同的波束带宽条件下,平台高度越低,要求的最大偏移距离越小。此外,当最大偏移距离较小时,平台的水平移动只在蜂窝边界附近区域产生切换,且越靠近边界呼叫切换概率越大。蜂窝内平均呼叫切换概率随着平台最大偏移距离的增加而增大;呼叫持续时间内平台移动距离越大,蜂窝内平均呼叫切换概率越大。当呼叫持续时间或平台速度趋于无穷大时,切换概率达到最大值。     

一种用于频谱监测的宽带宽波束印刷偶极子天线

提出了一种具有宽带宽波束特性的偶极子天线。该天线由主偶极子、寄生偶极子、馈电巴伦和金属反射板组成。寄生偶极子不仅极大地拓展了天线的阻抗带宽,同时还起到引向器的作用,使得全频段内天线的辐射方向图都保持得很稳定。该天线可以实现在3~8.5 GHz的工作频段内VSWR≤2.7,增益大于等于6.3 d Bi,H面的半功率波束宽度(HPBW)大于92°。该天线非常适合微波段频谱监测系统的应用。     

Review of wideband MIMO channel measurement and modeling for IMT-Advanced systems

In October 2005,the next generation mobile communication system was officially named as the International Mobile Telecommunications-Advanced(IMT-Advanced) by the ITU Radiocommunication Sector(ITU-R).Wideband multiple input and multiple output(MIMO) channel models in multiple propagation environments are fundamental for IMT-Advanced systems and such research has been initiated since 2003.The research challenges come from the fact that the wider bandwidth(20-100 MHz) and the advanced multiple antenna technology have been proposed for the IMT-Advanced system,thus leading to higher sampling rates and multiple spatial propagation channels.In this review,four aspects of wideband MIMO channel measurement and modeling are discussed:(1) radio channel measurement procedure and equipment;(2) large scale fading models;(3) small scale fading models;and(4) MIMO channel models.In particular,the large scale fading affected by the carrier frequency is investigated for urban macrocells and it shows that the higher carrier frequency results in greater loss for non-line-of-sight(NLoS) conditions in the cities of China,for which the frequency dependent factor is 32.1.Moreover,the dense and the obviously higher buildings also lead to a larger angle spread(AS) of both the angle of arrival and angle of departure in urban macrocell scenarios.The results indicate that there is the potential to explore the MIMO technique for an IMT-Advanced system with larger ASs,which would lead to the high system capacity.The progress on MIMO models is described and some methods for simplifying geometry-based stochastic channel models(GBSM) are proposed.Finally future research topics on channel measurement and modeling are identified.     

静电传感器空间滤波效应及频率响应特性

介绍了静电传感器空间率波的基本原理,分析了静电传感器空间率波特性,在此基础上推导了传感器的频率响应特性.并在重力输送颗粒流装置上对静电传感器测量系统的动态特性进行了实验研究.理论和试验结果表明:静电传感器在空间频域上充当低通滤波器,而且径向位置越小,空间频带越窄;电极轴向长度越小,空间频带越宽;在时间频域内测量系统相当于带通滤波器,电极的轴向长度和颗粒径向位置对频带宽度的影响与空域频率特性相似;此外,颗粒速度越大,时域频带越宽,颗粒尺寸越大,频带越窄.     

共用口径双波段双极化微带天线阵的设计

介绍一种新的共用口径双波段双极化（DBDP）微带天线阵的设计.天线工作于S波段和X波段，采用双线性极化，适用于机载或舰载的合成孔径雷达（SAR）.为了满足高低波段的带宽要求，天线采用双层贴片形式，解决以往DBDP天线在低波段难以满足带宽要求的问题.在低波段采用微带振子天线，放置在高波段矩形微带天线的阵列间隙处，使低波段天线对高波段天线的影响降至最小，并由于利用了垂直放置的双极化微带振子作为低波段辐射单元，可以使双波段阵列适用于更广泛的双频比.在馈电方式上，采用外置功分器的形式，低波段采用邻 近耦合馈电，高波段采用同轴探针馈电.对天线进行了仿真、加工和测试，实验结果验证了 本设计的有效性.     

多模光纤带通特性分析

多模光纤存在严重的模式色散,其带宽距离积受限。为此,分析了多模光纤的带通特性。从多模光纤传递函数出发,推导了多模光纤频率响应函数以及频率响应和幅度响应的相关函数,并进行了仿真分析。结果表明,多模光纤频率响应的高频部分相对平坦,由一系列带通区域组成,每个带通区域的带宽与导模的时延有关。仿真实验表,明通过载波复用技术,可以利用这些带通区域进行吉比特容量信息的传输。     

双层混杂纤维/炭黑改性环氧树脂复合材料的制备及其吸波性能

通过采用整体压制的方法制备了双层混杂纤维/炭黑改性环氧树脂复合材料,对其吸波性能进行了研究。结果表明:随着炭黑含量的增加,材料的反射衰减峰向低频移动,当炭黑含量较高时,吸收主要作用在低频波段,且存在明显的双反射衰减峰。当炭黑含量为6%时,在13.6 GHz处反射衰减峰值可达-20.6 dB,≤-10 dB的有效带宽为3.6 GHz。当炭黑含量为8%时,双反射衰减峰分别在10.6 GHz和7.8 GHz,峰值分别为-17.0 dB和-14.9 dB,≤-10 dB的有效带宽为6.7 GHz。     

基于OFDM的宽带蜂窝移动通信系统

在分析宽带移动信道的性能特点的基础上，提出一种基于时延和多普勒频移二维的宽带移动信道分析模型。在描述正交频分复用理论的基础上，提出了宽带蜂窝移动通信系统的物理层设计，基带仿真基于所提出的信道分析模型。实验验证结果和仿真结果相吻合，表明作者提出的宽带蜂窝移动通信系统具有很好的应用前景。     

多波束智能天线GSM系统融合技术研究

根据GSM系统的实际应用 ,对多波束智能天线在现有GSM移动通信系统中的性能改善及其融合方案进行了研究论证 ,建立了多波束智能天线GSM系统融合方案模型 ,为多波束智能天线与现有移动通信系统的融合奠定了基础。     

基于微机电系统洛伦兹平台角速度估计

针对洛伦兹惯性稳定平台对高带宽和高精度角速率需求,提出了基于微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)组合传感器的最优速度估计算法.MEMS组合传感器由陀螺仪和加速度计组成,MEMS陀螺仪由于自身特性在速度估计中提供低频速度信息,而加速度计则提供高频信息.最优估计器通过将低频信号与高频信息融合,采用最优控制与估计算法进行速度解算与估计.实验表明,频率在20 Hz内,运动角度在±60°内,MEMS组合传感器速度拟合周期不超过5％,稳定拟合误差不超过7.5％,可以满足平台稳定偏转控制需求.最优状态估计器能在时域与频域上提供无差、高性能的角速度信号.