大规模天线阵列时-角域联合稀疏信道预测方法

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作者 吕长伟 夏林中 +2 位作者 高波 吴舟 王炫盛 《深圳大学学报(理工版)》 北大核心 2025年第6期733-739,共7页

大规模天线阵列毫米波通信系统中,信道状态信息在运动状态下具有快速时变性,传统的信道估计方法无法实时反应信道的变化.提出一种时-角域联合稀疏信道预测方法,利用大规模天线阵列信道不同表示域的信号特征,联合分析信道角域和时域双重... 大规模天线阵列毫米波通信系统中,信道状态信息在运动状态下具有快速时变性,传统的信道估计方法无法实时反应信道的变化.提出一种时-角域联合稀疏信道预测方法,利用大规模天线阵列信道不同表示域的信号特征,联合分析信道角域和时域双重稀疏特性,通过对信道的角度分布进行建模,有效利用了角度域上的稀疏特性;通过对信道时域多径信息的分析,高效利用了时域延迟的稀疏特性;采用正交匹配追踪算法对信道角域和时域进行联合稀疏重构,并在信道预测过程中进行迭代优化.基于第3代合作伙伴计划(3rd generation partnership project,3GPP)信道模型构建毫米波多径信道,仿真分析所提信道预测方法的精度和预编码误码率等性能.实验结果表明,与传统的单一域信道预测方法相比,时-角域联合预测方法能显著提高信道预测的准确性和稳定性.研究结果对于大规模天线阵列系统中的自适应传输和波束赋形等具有重要意义. 展开更多

关键词 通信与信息系统 大规模天线阵列 毫米波通信 时-角域联合稀疏优化 信道预测 信道估计

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6G超大规模天线阵列近场通信的波束赋形设计 被引量：2

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作者 曲开千 郭帅帅 《无线电通信技术》 2023年第6期1013-1020,共8页

应用超大规模天线阵列(Extremely Large-scale Antenna Array, ELAA)是未来6G移动通信基站的发展趋势。ELAA的孔径增加使阵列近场区域扩大,原有研究中的远场假设不再成立,对于ELAA近场通信,应该建立正确的近场模型进行研究。基于此,建... 应用超大规模天线阵列(Extremely Large-scale Antenna Array, ELAA)是未来6G移动通信基站的发展趋势。ELAA的孔径增加使阵列近场区域扩大,原有研究中的远场假设不再成立,对于ELAA近场通信,应该建立正确的近场模型进行研究。基于此,建立了近场球面波信号模型并提出了ELAA近场多用户多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)通信系统模型,通过进行波束赋形设计优化近场通信的可达和速率。为了突出正确近场通信模型的重要性,对比了原有远场平面波假设下的波束赋形设计在近场通信中的性能。此外,考虑到ELAA的硬件开销,设计了相位提取-迫零(Phase Extraction Zero-Forcing, PE-ZF)混合波束赋形方法。结果表明基于近场正确建模的波束赋形设计拥有最佳的和速率,同时提出的PE-ZF混合波束赋形方法拥有良好的性能,验证了ELAA近场通信波束赋形设计的重要性。 展开更多

关键词 超大规模天线阵列 近场通信 球面波 波束赋形

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多小区大规模阵列天线系统盲解码算法 被引量：1

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作者 严斌彬 沈雷 +1 位作者 姜显扬 韩煜 《电信科学》 北大核心 2016年第8期118-123,共6页

针对多小区大规模阵列天线系统中干扰小区的导频复用造成的导频污染和解码性能下降问题,提出了基于ICA(独立分量分析)盲解码算法。所提盲解码算法,利用ICA法对接收多小区用户信号进行分离解码,不需要发射导频序列,避免了导频污染,提高... 针对多小区大规模阵列天线系统中干扰小区的导频复用造成的导频污染和解码性能下降问题,提出了基于ICA(独立分量分析)盲解码算法。所提盲解码算法,利用ICA法对接收多小区用户信号进行分离解码,不需要发射导频序列,避免了导频污染,提高了解码性能。所提盲解码算法在解码过程中同时估计各个用户波达方向,利用波达方向信息克服ICA方法分离顺序的不确定性,识别期望用户的信号。理论分析和仿真结果表明,所提盲解码方法比广泛应用的MMSE解码算法和最近提出的基于特征值的盲解码方法具有更好的性能。 展开更多

关键词 多小区 大规模阵列天线 盲解码 独立分量分析

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5G大规模紧耦合阵列天线研究 被引量：16

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作者 高峰 和凯 +3 位作者 宋智源 朱文涛 王丽芳 高鹏 《电信科学》 北大核心 2015年第5期30-35,共6页

介绍了5G移动通信技术的概念、背景、发展历程以及大规模阵列天线对于5G移动通信系统的重要性;详细阐述了二维、三维阵列天线的基本原理和相关理论;在此基础上,重点介绍了紧耦合阵列天线,其具有体积小、带宽大等技术优势,是5G大规模阵... 介绍了5G移动通信技术的概念、背景、发展历程以及大规模阵列天线对于5G移动通信系统的重要性;详细阐述了二维、三维阵列天线的基本原理和相关理论;在此基础上,重点介绍了紧耦合阵列天线,其具有体积小、带宽大等技术优势,是5G大规模阵列天线研究的重要方向;详细阐述了紧耦合阵列天线的构成、设计方法和设计步骤,设计出了一种高性能5×5的紧耦合阵列天线。 展开更多

关键词 5G 大规模阵列天线 紧耦合阵列天线

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5G大规模移动通信阵列天线高效仿真 被引量：2

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作者 高峰 和凯 +1 位作者 朱文涛 王丽芳 《电信科学》 北大核心 2016年第S1期6-11,共6页

在4G移动通信技术成功商用的经验和基础上,国内外均在积极展开5G移动通信相关研究。大规模MIMO技术作为5G移动通信的关键技术,能够大幅提升系统容量和频谱利用率、降低干扰、增强覆盖,已成为移动通信研究的热点。为了实现大规模MIMO技... 在4G移动通信技术成功商用的经验和基础上,国内外均在积极展开5G移动通信相关研究。大规模MIMO技术作为5G移动通信的关键技术,能够大幅提升系统容量和频谱利用率、降低干扰、增强覆盖,已成为移动通信研究的热点。为了实现大规模MIMO技术的应用,需采用大规模阵列天线来完成无线信号的发射和接收。由于5G大规模阵列天线结构复杂、阵子数目多、天线互耦及相关性影响较大、天线工作频率较高,其建模、仿真、分析难度巨大。针对这些技术难题展开研究,设计了一种高效的仿真方法和平台,实现了大规模阵列天线的快速建模、高效仿真及评估优化。 展开更多

关键词 5G 大规模MIMO 大规模阵列天线 高效仿真

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基于射线跟踪的毫米波大规模天线车地间信道特性研究 被引量：5

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作者 林一川 钟章队 +1 位作者 官科 何丹萍 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期595-601,共7页

以轨道交通列车地面间通信作为研究场景,毫米波大规模多天线信道作为研究对象,采用车厢接入点进行用户信息分发的方案,利用毫米波大规模天线波束赋形与空间复用技术与射线跟踪信道仿真,仿真了大规模多天线下,不同阵列和地面基站位置的... 以轨道交通列车地面间通信作为研究场景,毫米波大规模多天线信道作为研究对象,采用车厢接入点进行用户信息分发的方案,利用毫米波大规模天线波束赋形与空间复用技术与射线跟踪信道仿真,仿真了大规模多天线下,不同阵列和地面基站位置的接收功率、角度扩展,并列举了不同方案之间在传输速率上所存在的差别.通过对结果的分析,在轨道交通车地间通信场景下,毫米波频段散反射体一般存在于列车接入点周边;相比于阵列的垂直分辨率,更多的水平分辨率往往拥有更好的效果;更低的路径损耗与更广的覆盖范围不可兼得.研究成果将为轨道交通车地场景下毫米波大规模多天线系统的设计、评估及其在轨道交通中的应用、部署提供不可或缺的信道信息和理论依据. 展开更多

关键词 波束赋形 信道仿真 大规模天线阵列 毫米波 射线跟踪

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面向大规模天线系统的稀布阵技术研究与评估 被引量：1

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作者 楼梦婷 金婧 +2 位作者 王菡凝 王启星 王江舟 《电信科学》 2021年第9期48-56,共9页

通过大量天线数服务用户,大规模天线技术可有效提升频谱效率。然而,大规模天线将带来射频链路数量的大幅增加,进而带来成本的急剧提升,所以大规模天线的设计需要综合考虑性能和成本的折中。稀布阵技术通过优化天线阵元位置分布、激励幅... 通过大量天线数服务用户,大规模天线技术可有效提升频谱效率。然而,大规模天线将带来射频链路数量的大幅增加,进而带来成本的急剧提升,所以大规模天线的设计需要综合考虑性能和成本的折中。稀布阵技术通过优化天线阵元位置分布、激励幅度,可实现以更少的天线数逼近均匀阵列的性能,从而带来射频链路数量的降低和成本的控制,取得较好的性价比平衡。介绍了稀布阵关键技术的实现方案,评估分析了稀布阵的链路级性能以及在面向6G的大规模天线系统中应用稀布阵的系统性能。数据分析表明,稀布阵在小幅性能损失的情况下,可以显著降低天线阵元数,节约基站设备成本。 展开更多

关键词 6G 稀布阵 大规模天线阵列 凸优化 天线综合

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大规模MIMO系统研究进展 被引量：30

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作者 戚晨皓 黄永明 金石 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2015年第3期544-551,共8页

随着无线通信技术的快速发展和智能手机的迅速普及,人们对数据传输速率提出了更高的需求。为进一步提高数据传输速率,通过增加基站天线数目构建大规模MIMO系统,是一种高效而相对便捷的方式。大规模MIMO系统能深度发掘空间维的自由度,使... 随着无线通信技术的快速发展和智能手机的迅速普及,人们对数据传输速率提出了更高的需求。为进一步提高数据传输速率,通过增加基站天线数目构建大规模MIMO系统,是一种高效而相对便捷的方式。大规模MIMO系统能深度发掘空间维的自由度,使得基站能够利用同一时频资源服务于多个用户。本文探讨了大规模MIMO系统的导频污染问题及解决方案、适用于大规模MIMO系统的信道模型以及低复杂度的传输技术与实现方法三项关键技术。与现有MIMO系统相比,大规模MIMO系统能显著提高频谱效率、能量效率和系统的鲁棒性能。作为第五代移动通信(5G)最具潜力的研究内容之一,大规模MIMO无线通信技术已引起国内外的广泛关注,但相关研究工作尚处在起步阶段,还有大量的技术难点需要进一步突破。 展开更多

关键词 大规模MIMO 大规模天线阵列 第五代移动通信 频谱效率 能量效率

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太赫兹超大规模3D MIMO系统中的波束斜视补偿技术 被引量：5

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作者 范佳棋 李汀 李飞 《信号处理》 CSCD 北大核心 2022年第4期816-823,共8页

太赫兹通信技术凭借超大带宽的优势成为未来6G的关键技术之一。超大规模天线技术可以提供巨大的空间分集,提升频谱效率,同样在6G无线通信系统中起到关键作用。在基于移相器的大规模MIMO(multipleinput multiple-output)混合预编码中,由... 太赫兹通信技术凭借超大带宽的优势成为未来6G的关键技术之一。超大规模天线技术可以提供巨大的空间分集,提升频谱效率,同样在6G无线通信系统中起到关键作用。在基于移相器的大规模MIMO(multipleinput multiple-output)混合预编码中,由于太赫兹频段的超大带宽,不同频率的子载波信道具有不同的等效空间方向,发射端波束形成时,将带来严重的波束斜视问题。与此同时,随着天线规模的不断增长,超大规模天线技术的应用更进一步扩大了波束斜视造成的影响。针对超大规模天线阵列带来的波束斜视现象放大问题,本文利用3D MIMO平面天线阵列来改善这一状况。为进一步改善太赫兹频段超大带宽引起的波束斜视,在3D大规模MIMO系统的基础上,本文提出了基于两层移相器结构的混合预编码方案,利用第二层移相器,对不同频率的子载波进行补偿。实验结果表明,本方法可以有效地弥补波束斜视带来的阵列增益损失,实现接近最优的系统性能。 展开更多

关键词 波束斜视 太赫兹 超大规模天线阵列 混合预编码 多输入多输出

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考虑互耦的阵列天线辐射近场近似计算方法 被引量：2

10

作者 王卫杰 陈晓洁 周海京 《微波学报》 CSCD 北大核心 2017年第2期22-27,共6页

针对大规模阵列天线辐射近场电磁兼容性问题,基于有源单元方向图原理和子阵信息的综合方法计算了大规模阵列天线辐射近场场强的分布。该方法采用等效技术获取大规模阵列天线的端口特性,进一步结合天线单元的远场数据综合分析得到大规模... 针对大规模阵列天线辐射近场电磁兼容性问题,基于有源单元方向图原理和子阵信息的综合方法计算了大规模阵列天线辐射近场场强的分布。该方法采用等效技术获取大规模阵列天线的端口特性,进一步结合天线单元的远场数据综合分析得到大规模阵列天线的近场分布;计算结果表明,在满足天线单元辐射远场条件下,该方法能够准确计算出大规模阵列天线的辐射近场分布。相较于全波分析,本方法在保证精度的同时,提高了计算效率,并且具有良好的灵活性。通过全波分析的数值算例验证了该方法的正确性。 展开更多

关键词 大规模阵列天线 辐射近场 有源单元方向图 转移相位中心

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移动通信天线的未来技术发展 被引量：4

11

作者 高峰 王丽芳 +1 位作者 朱文涛 和凯 《电信科学》 北大核心 2016年第S1期71-75,共5页

从4G和5G的发展出发,从大规模阵列天线、天线的可感知、在网天线监控的技术发展、宽带小型化可电调天线和美化天线的技术前瞻等方面,阐述了未来天线技术的发展路线,为中国移动天线发展提供可靠依据。

关键词 大规模阵列天线 可感知 美化天线

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5G无线通信系统信道建模的现状和挑战 被引量：22

12

作者 庞立华 张阳 +2 位作者 任光亮 王安义 李建东 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期487-497,共11页

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... 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. 展开更多

关键词 5G 高频段通信 大规模天线阵列 终端直接通信 无线信道测量与建模

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压缩感知技术在未来移动通信系统中的应用 被引量：3

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作者 王喜瑜 鲁照华 陈宪明 《中兴通讯技术》 2014年第2期29-32,共4页

探讨了一种压缩感知技术在未来大规模天线阵列系统导频设计中的应用方案,结果表明,基于压缩感知技术的导频设计方案可有效降低未来移动通信系统中的导频开销,提升性能。进一步还可以考虑将压缩感知技术与未来移动通信系统中可能使用的... 探讨了一种压缩感知技术在未来大规模天线阵列系统导频设计中的应用方案,结果表明,基于压缩感知技术的导频设计方案可有效降低未来移动通信系统中的导频开销,提升性能。进一步还可以考虑将压缩感知技术与未来移动通信系统中可能使用的认知无线电技术结合起来用于发现空闲频谱比较多的频段内的空闲资源,有效降低系统硬件实现成本,或者是将压缩感知技术与其他天线降维技术结合起来,提升未来移动通信系统的用户体验。 展开更多

关键词 压缩感知 信道估计 大规模天线阵列系统

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5G先进技术研究进展 被引量：11

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作者 林泓池 孙文彬 +4 位作者 郭继冲 麻津铭 周永康 于启月 孟维晓 《电信科学》 2018年第8期34-45,共12页

5G移动通信技术的标准制定正在如火如荼地进行中,相比前几代移动通信技术,5G面临着更复杂的业务需求、更极致的用户体验和更密集的网络架构。而且5G需要在大数据和人工智能的时代到来之前,做好万物互联的通信基础。对目前5G的一些热点... 5G移动通信技术的标准制定正在如火如荼地进行中,相比前几代移动通信技术,5G面临着更复杂的业务需求、更极致的用户体验和更密集的网络架构。而且5G需要在大数据和人工智能的时代到来之前,做好万物互联的通信基础。对目前5G的一些热点技术进行了简单的介绍,首先给出了5G的技术愿景和需求目标,然后对大规模天线技术、超密集组网技术和非正交多址技术3个热点技术的研究进展情况进行了简单的阐述。 展开更多

关键词 5G 大规模天线阵列 超密集组网 非正交多址接入

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无人机巡检系统中高频效的混合波束赋形方法 被引量：3

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作者 凌欣 李民政 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2022年第3期980-984,共5页

随着智能电网的发展,无人机巡检输电线路应用越来越广泛。为了有效实施输电线路故障定位和类型判断,要求无人机回传视频图像的分辨率越高越好。在带宽有限的条件下,需要尽可能提高无人机回传通信链路的频谱效率,以满足高分辨率视频图像... 随着智能电网的发展,无人机巡检输电线路应用越来越广泛。为了有效实施输电线路故障定位和类型判断,要求无人机回传视频图像的分辨率越高越好。在带宽有限的条件下,需要尽可能提高无人机回传通信链路的频谱效率,以满足高分辨率视频图像对传输速率的需求。提出基于Mesh网络的视频图像回传通信方法。通过在杆塔上部署无线接入节点并构建Mesh网络,无人机搭载的通信设备作为网络节点可随时与构建的Mesh网络进行通信。在获取输电线路故障的视频后,无人机能迅速将视频回传到数据处理中心。为此在巡检无人机的通信模块中配备了大规模天线阵列,在毫米波频段采用启发式点对点定向混合波束赋形方法,从而提高接收通信链路的频谱效率。仿真结果表明,与正交匹配追踪(OMP)方法相比,所提方法性能更优且更接近于纯数字波束赋形方法的性能。 展开更多

关键词 无人机巡检 视频传输 混合波束赋形 大规模天线阵列 频谱效率

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5G大气波导干扰形成条件及其规避方法研究 被引量：8

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作者 赵飞龙 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期109-115,126,共8页

针对我国5G网络受大气波导影响的特点及其形成条件,提出了一种具有广泛适应性的大气波导干扰消除方法.即利用网络测量计算出精准的俯仰角调整值,结合大规模阵列天线技术带来的广播波束调整能力,实现实时自动的俯仰角下压以消除干扰源.... 针对我国5G网络受大气波导影响的特点及其形成条件,提出了一种具有广泛适应性的大气波导干扰消除方法.即利用网络测量计算出精准的俯仰角调整值,结合大规模阵列天线技术带来的广播波束调整能力,实现实时自动的俯仰角下压以消除干扰源.对大气波导高发区的琼州海峡、北部湾和南海区域的5G网络,采用本文方法计算出需要调整的俯仰角并对覆盖和干扰进行仿真,结果表明在保证本区域5G网络覆盖能力的同时,大气波导带来的大尺度5G网内干扰显著降低.该方法相比于通过5G网内调整保护周期(protection period,GP)规避远端干扰的方式,更能抗长距离干扰,适用于大气波导高发沿海区域. 展开更多

关键词 大气波导 5G 干扰 大规模阵列天线

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采用二阶锥规划和压缩感知的方向图综合算法

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作者 鞠文哲 夏克文 +1 位作者 牛文佳 周巧 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2018年第7期2015-2017,2029,共4页

常规自适应方向图综合在求解最优权值向量时需经过复杂的广义矩阵求逆运算,计算过程繁琐,占用存储空间大。针对这一问题,提出一种采用二阶锥规划与压缩感知理论的改进自适应方向图综合算法。改进的算法将传统算法中的误差性能函数通过... 常规自适应方向图综合在求解最优权值向量时需经过复杂的广义矩阵求逆运算,计算过程繁琐,占用存储空间大。针对这一问题,提出一种采用二阶锥规划与压缩感知理论的改进自适应方向图综合算法。改进的算法将传统算法中的误差性能函数通过数学变换转换成标准二阶锥规划形式快速求解,同时应用压缩感知理论将大规模阵列权值稀疏化处理,从而得到最优天线阵列权值向量并减少训练时间。仿真结果表明,采用二阶锥规划与压缩感知的改进算法在大规模阵列天线方向图综合时求解速度快、运算精度高,且在应用压缩感知后形成的方向图有较低旁瓣,干扰方向零陷深,接近满阵时的波束性能。 展开更多

关键词 自适应方向图综合 二阶锥规划 压缩感知 大规模阵列天线 阵列权值稀疏化

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