基于绿色通信的大规模MIMO天线选择算法

绿色通信是移动通信系统（例如5G系统）的主要特征之一。在大规模多输入多输出（multiple-input multiple-output, MIMO）系统中如何提高能源效率是一个重要研究课题，天线选择是提高能源效率的有效方法。现有的天线选择算法有些是局部优化，有些是单目标优化，为克服这些缺点，提出了基于博弈论的大规模MIMO天线选择算法。该算法通过系统容量和发射功率构造博弈的效用函数，每进行一次博弈都得到一组天线，在博弈达到均衡时，能源效率取得最大值。文中给出了纳什均衡存在性证明，也推导了纳什均衡点与能源效率之间的等价。仿真结果表明，采用博弈论算法能够克服局部优化，在保持信道容量较高的同时也提高了能源效率，可见该算法在能源效率上的提高有助于实现绿色通信。     

井下WPT技术机理研究

为解决井下无线传感器电池容量受限的问题,根据井下无线传感器带壮分布的特点,提出了井下无线运动充电的思想.构建充电系统模型,讨论了充电信道建模、接收微带天线设计、多天线协作三个方面的技术路线.本文在研究井下微波输能传输特性的基础上,探讨在低功率密度下,多天线协作的移动无线充电技术在井下运动式充电特性,使用这个技术对无线传感器节点充电,解决井下无线传感器网络能量补充问题,突破现有节点单纯依靠电池供电的局限.     

MIMO下预编码辅助空间调制的接收天线选择

预编码辅助空间调制(pre-coding aided spatial modulation，PSM)通过激活接收天线的索引在空间域中传输信息比特。将接收天线选择(receive antenna selection，RAS)技术引入到PSM系统中，可以提高PSM系统的性能。在传统的PAS算法中，穷举搜索算法的系统性能最优，但穷尽搜索会导致其计算复杂度较高；快速RAS算法的计算复杂度较低，但其系统性能较差。因此，针对PSM系统的RAS算法，需要寻找一个折中的方案以适用于实际的通信系统。通过利用信道矩阵的最大和最小特征值(maximum and minimum eigenvalue，MME)，设计了MME-RAS算法。分析和仿真结果表明，该算法相比于快速RAS算法计算复杂度略有提升，但可以使系统性能提高1 dB左右；相比于穷举搜索算法可以使计算复杂度降低70%以上，并且其系统性能接近于穷举搜索算法。     

冯卡曼天线罩对天线特性影响的严格建模分析

利用等效原理、表面积分方程并结合矩量法(MoM),分别对带有冯卡曼天线罩的对称半波振子和八木天线进行了严格建模分析.对数值积分过程中的奇异性用加减奇异项的方法进行了细致处理.通过数值仿真,分析了冯卡曼天线罩对半波振子和八木天线电参数的影响,其结果具有工程参考价值.     

具有紧凑型结构的超宽带双极化基站天线

提出了具有紧凑型结构的环形双极化超宽带辐射单元.辐射单元由4个偶板子及其巴伦装置组成,每个偶板子的双臂呈90°相互垂直,相邻偶极子振子臂相互交叠,从而将天线的物理口径减小至低频点工作波长的40％.辐射单元采用巴伦(Balun)支撑装置采用倾斜和向内收缩结构使巴伦结构的高度降低至低频点工作波长的13％.辐射单元在698-960 MHz的超宽带(ultra wide band,UWB)(31％相对带宽)内具有良好的电压驻波比(voltage standing wave ratio,VSWR)(小于1.4).利用该辐射单元组成四单元阵列基站天线,该天线水平面波束宽度为65°±5°,前后比在26 dB以上,±60°内的交叉极化比在11.6 dB以上,轴向交叉极化在19.8 dB以上.     

联合正交投影与盲波束形成的干扰抑制方法

针对L频段数字航空通信系统1(L-band digital aeronautical communications system 1, L-DACS1)以内嵌方式部署在航空无线电导航频段而产生的高强度测距仪脉冲信号干扰正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)接收机的问题,提出联合正交投影与盲波束形成的干扰抑制方法。接收机首先通过将接收信号矢量投影到干扰信号正交补空间的方法消除高强度测距仪脉冲干扰,然后利用OFDM信号循环前缀的对称特性,基于期望信号与参考信号矢量内积度量最大化准则得到波束形成权值,并通过波束形成方法提取OFDM直射径信号。计算机仿真表明:论文提出方法可有效克服测距仪脉冲及OFDM散射径信号的干扰,提高L频段数字航空通信系统1的链路传输的可靠性。     

地铁车辆天线梁振动加速度及动应力试验

为考察地铁车辆天线梁的安全可靠性,基于在线测试进行了ATP吊座处振动加速度和疲劳薄弱点的动应力研究.采用有限元法对天线梁进行随机振动分析确定疲劳薄弱部位,从而为电阻应变片布置方案的选取提供依据.在空车和超员工况下获得ATP吊座处的加速度-时间历程和疲劳薄弱部位的应变-时间历程,对所采集的加速度信号进行频谱分析,得到ATP吊座处3个方向的振动频率和加速度谱.采用雨流计数法和结构损伤一致性原则对应变-时间历程分析,得到各测点的应力谱和等效应力幅.结果表明:整个过程ATP吊座处的加速度和疲劳薄弱部位的应力的小幅值出现次数占整个过程的绝大部分,而出现大幅值的次数很少;在空车时ATP吊座处的3个方向的振动加速度大于超员的状况,疲劳薄弱点的等效应力幅是超员的大于空车的工况.     

智能天线与多用户检测的联合抗干扰模型构建

联合抗多址干扰技术是目前移动通信技术研究的热点.将智能天线与多用户检测技术相结合可抑制相干干扰,改善系统的误码率性能,提高移动通信系统的有效性与可靠性,优化无线资源的利用率.提出了采用智能天线接收后进行多用户检测的CDMA系统模型,并引入基于LMS算法的自适应滤波器来消除窄带干扰.Matlab软件仿真结果表明,联合抗干扰模型较好地提升了误码率性能.     

对数周期天线阵波束形成的最优激励研究

文章利用微波网络理论与矩量法相结合,系统地分析、计算了对数周期天线阵的输入阻抗、增益及方向特性,并在此基础上对任意波束指向和最大输出功率下,天线阵的最优激励进行了详细分析,所得结果对天线阵的合理布局及超视距通信系统的设计具有指导意义。     

MIMO阵元方向性对系统性能影响研究

在考虑空间衰落相关性(SFC)的同时引入天线单元方向性,研究基于统计信道模型的终端MIMO多天线模型及性能评估方法.在Kronecker的MIMO信道建模中应用终端波达信号方位角功率谱(APS)模型.利用此MIMO信道模型概念,分析在统计衰落信道中MIMO阵元方向性对系统性能影响,包括对空间衰落相关系数、MIMO多径信道容量和误码率(BER)的影响.仿真和优化结果表明:终端MIMO多天线模型中阵元方向性对系统性能影响显著,合理安排阵元波束方向可增加约10%多径信道容量并明显减小误码率.