5G移动通信发展趋势与若干关键技术

第5代移动通信系统(5G)是面向2020年之后的新一代移动通信系统,其技术发展尚处于探索阶段.结合国内外移动通信发展的最新趋势,本文对5G移动通信发展的基本需求、技术特点与可能发展途径进行了展望,并分无线传输和无线网络两个部分,重点论述了富有发展前景的7项5G移动通信关键技术,包括大规模天线阵列、基于滤波器组的多载波技术、全双工复用、超密集网络、自组织网络、软件定义网络及内容分发网络.本文还概括性地介绍了国内5G移动通信的相关研发活动及其近期发展目标.     

协同多点传输中迫零预编码和天线选择技术

MIMO无线传输技术极大地提高了系统的容量,在实际通信系统中,整个网络是一个干扰受限的系统,小区间干扰对MIMO系统传输的影响是显著的,每个相邻小区的基站天线都可以看成一个干扰源．由于基站端数据处理能力的提升和回程容量的增加,多个小区协同多点传输技术引起了人们的广泛关注．目前的大部分工作都是集中于研究系统的容量（吞吐量）,而在实际系统中,每个用户的接收等效信噪比（即公平性）对系统的性能如误帧率等有重要的影响．对于每个用户为单天线的情形,研究了总功率受限和每天线功率受限下采用迫零预编码的系统容量和公平性．对两种功率约束条件下的公平性进行了分析,得到了公平性算法的闭式表达式．当每个用户为多天线的情形,为了降低计算的复杂度,引入了信道范数最大的接收天线选择算法,把每个用户为多天线的情形转化成等效的每个用户单天线情形,推导的每用户为单天线的公平性算法仍然适用．仿真结果显示,采用迫零预编码的多小区协作可以使系统性能显著提升．在相同的迫零预编码下,不同的功率分配策略对系统的容量和公平性有显著的影响．和用户为单天线相比,采用天线选择算法可以提升系统的容量和公平性．考虑了用户公平性时的吞吐量和最大系统吞吐量之间的折中关系,并给出了仿真结果．     

运动体信号监测与瞬态无线光传输系统的研制

通过研究运动体的信号采集及信号传输的光通信互联模型,分析了瞬态光传输窗口的可行性.利用中断嵌套在系统软件中实现了周期性采样与瞬态数据传输.设计出基于电池驱动低功耗微处理器的运动体信号采集与瞬态无线光传输系统.该系统能在最高速率为25 m/s的周期运动机体上实现以0.7 ks/s的采样速率采样,1 Mb/s 的传输速率瞬时传输数据.     

架空电力线路用导体材料的研究现状和发展方向

降低架空输电线路的损耗,导体材料是关键之一。综合介绍为满足架空输电线路目前和将来的需要,国内外已经和正在进行的研究开发工作,以资探讨。     

铜包铝线与无线输电

阐述铜包铝线（CCA线）绕制的线圈基础部件及其在电动汽车高频无线输电中可能的新应用是有效的.介绍目前国内外关于CCA线研究的新进展.展示频率与交流损耗的关系：在500 kHz下,在线中电流密度和损耗的关系及损耗密度的分布,频率与涡流损耗的关系.为了保证CCA线的使用质量,目前适用的温度为≤ 200℃,建议影响CCA线质量的关键因素为减薄铜铝扩散层的制造方法.     

平面波对传输线耦合响应的仿真研究

在Agrawal传输线模型的基础上,以典型信号-电磁脉冲作为干扰源,详细分析了参数变化对传输线终端负载电压和电流响应的影响.仿真结果表明,负载、传输线间距、平面波入射角和平面波极化角等参数变化对负载端响应有不同的影响.在此基础上,又对双线传输线和单导体传输线受干扰特性进行了对比分析.仿真分析结果为实际系统中由于电缆耦合产生的干扰分析提供了理论依据,并具有一定的参考价值.     

CWNs中机会协作传输策略及其差错性能分析

在主用户和感知用户共存的认知无线网(cognitive wireless networks, CWNs)中,针对如何在保证主用户有效传输的同时满足感知用户无线业务通信要求的问题,提出了一种基于频谱感知的机会协作传输策略。在瑞利衰落信道下对所提方案进行理论分析,给出了协作传输与非协作传输策略下平均误比特率的解析表达式,理论分析和仿真结果表明,相对于传统非协作传输而言,机会协作传输策略的差错性能得到明显改善。     

网络传输TCP的马尔可夫过程建模

首先简要介绍了因特网上最重要的协议之一传输控制协议TCP的基本原理,分析了传输控制协议工作时6种可能发生的事件,以发送一个数据段作为一个随机变量表示发生的事件,然后建立了网络传输控制协议TCP的数据段传输过程的马尔可夫过程模型,并由此对传输控制协议TCP系统正确接收的概率P(c)、TCP系统错误接收(包括传输有误但没有检查出的段、重复的段、漏掉的段)的概率P(e)、相对误差R(e)和传输效率等性能指标进行了初步分析.     

基于矿井下含分支节点的CAN总线优先权分配

为了解决CAN总线在矿井下覆盖面积和实时通信的问题,对CAN总线的协议进行了修改,采用了节点分支的方法,扩大了覆盖面积;在传输的帧中加入体现优先权的仲裁字段,根据煤矿监控节点的多少采用静态或动态优先权分配机制,解决了冲突问题。实践证明,该种方法在保证了实时通信的同时,覆盖面积扩大了10倍以上。因此,该系统能够适用不同类型煤矿的井下监控任务。     

野生鸟类在禽流感传播中所起的作用

野生鸟类很可能是高致病性禽流感（HPAI）在全球传播的媒介．这一论点来自于全球机构在过去数十年对野生鸟类体内禽流感病毒的调查、检测和统计结果．这一结果表明：（1）禽流感病毒能够感染所有种类的野鸟,但以雁鸭类为主的水禽是病毒的天然贮存库;（2）多数禽流感病毒亚型对宿主具有选择性,共同感染多种病毒亚型具有非随机性,这使病毒基因重组突变产生亚型的机会并不多,此结论建议防控野生鸟类传播禽流感的基本措施是：（1）隔离各类动物,避免相互接触．提高生物安全措施;（2）针对数量庞大的水禽．建立高效的检测和监测机制．