基于5G新空口的感知通信一体化多波束系统

由于多波束通信信道中的重要信号会受到传播距离的影响,存在串行干扰和噪声,致使天线方向图与实际数值不一致。针对该问题,设计一种基于5G新空口的感知通信一体化多波束系统。通过5G新空口多波束基站、多波束基站天线自动对准平台以及多波束采集控制平台三部分,设计感知通信一体化多波束系统硬件结构;并在系统硬件结构基础上设计系统软件部分,采用多波束形成方法设计5G新空口多波束赋形接收和发射子系统,获取天线方向图。在子系统内,通过5G新空口混合时空编码,采用QR分解构建多波束分解信道矩阵,消除编码过程中存在的串行干扰;根据信道分解结果,采用基于通道映射的方法提取多波束通信信道中的重要信号。通过系统硬件和软件设计构建基于5G新空口的感知通信一体化多波束系统。系统测试结果表明,所设计系统多波束成形是向中心点聚拢的,天线方向最大值为0,与理想图完全重合,能够实现多波束稳定传输。

无蜂窝大规模MIMO的接入点间同步与空口校准技术

无线通信系统中多个天线单元相干协作发送(CJT)技术的性能严重依赖于发送端已知信道状态信息(CSI)。为了避免CSI反馈,通常假设系统工作在时分双工(TDD)模式。利用TDD空口上下行信道的互易性,根据上行探测信道获得下行CSI。但是,实际系统中由于节点(AP)间存在同步误差及通道的非理想因素,上下行整体信道并不互易。研究了面向无蜂窝大规模MIMO的网络侧时频同步以及空口(OTA)校准技术。基于现网商用远端天线单元(RRU)以及同步技术,给出了大规模组网的同步和空口校准方案。结合试验系统,探讨了CJT对同步和校准的性能的要求以及无蜂窝大规模MIMO实现方式和节点天线配置,给出了校准相位的预测性能。

基于AI的无线空口技术研究

针对现有无线通信系统中空口传输性能损失等问题,分析了基于人工智能(AI)技术的无线空口技术方案,给出了空口AI典型用例的模型方案及部分算力需求,并对AI在无线空口中应用的效果和挑战进行了梳理。随着AI技术的不断发展,AI模型算法已在通信系统得到了广泛应用,空口AI的研究是实现6G网络智能内生的重要方向,将为下一代移动通信系统的设计及性能提升提供更多可能。

基于NS-3的光纤入室组网及空口调度仿真

目前的光纤接入无线网方案中,光网络与无线网络独立工作,缺乏协同工作机制,导致设备间相互干扰。通过引入中心化的决策控制机制,主设备基于从设备上报的信息进行集中决策控制,实现光纤与无线网络的协同工作。在NS-3平台添加XG-PON模块,对FTTR组网进行仿真,并设置主设备控制下的空口调度策略。仿真实现NS-3中XG-PON模块的上下行数据传输和上行带宽分配功能,并对FTTR网络下的多用户空口数据传输进行调度,在不同用户数量下,整网数据吞吐量分别获得0.64%~5.66%的提升,说明中心化决策机制具有有效的调度能力。

本期专题:6G无线空口技术

主编观点无线空口传输技术(物理层技术)是无线接入网的底层支撑技术,一直是历代移动通信系统核心能力体现以及创新源泉,也是实现6G关键指标的主要技术途径。ITU指出,6G将在5G三大典型场景增强移动宽带、超高可靠低时延通信和机器类通信的基础上,进一步面向融合创新的新兴场景,引入人工智能与通信的融合、感知与通信的融合、泛在连接等新的要素。

基于分段互相关的5G新空口PSS同步算法

针对5G NR主同步信号(PSS)同步算法不适用于高频偏环境的问题,文中提出利用PSS序列的自相关性,先进行粗同步,在精同步模块考虑了分段互相关算法中叠加噪声项的影响,对分段互相关算法的共轭相乘项进行离散傅里叶变换,通过DFT的负指数项抵抗高频偏,并在时域上进行PSS同步,解决了算法频偏容忍度较低的问题。通过Matlab仿真结果表明,改进算法在AWGN信道环境下,当归一化频偏和信噪比分别设置为2和-5 dB时,检测的峰值位置正确并且相关峰值明显。当归一化频偏为2、信噪比为-6 dB、分段数为4时,PSS检测概率仍有0.6以上。在实际测试环境验证中,通过文中提出的改进算法可将同步流程时间控制在5 ms内,可以满足测试工程需求。通过对分段互相关算法的共轭相乘项进行改进,使改进算法在分段数较少时仍具有较好的频偏容忍度,且具有较强的抗频偏性能,此外,还能有效降低传统分段互相关算法由于分段导致叠加噪声项带来的影响。改进算法应用于国产通信矢量信号分析软件VSA中,并且在6955AC信号收发仪上得到验证,具有一定的实际应用价值。

面向6G空口信号处理的新一代GPU基带研究

在6G网络中,随着新兴业务和场景的不断涌现,以及人工智能内生需求的日益增加,6G无线空口的灵活性成为当前研究的重点。这种灵活性要求软件算法与硬件平台的协同发展,然而现有的研究多集中在软件算法层面,对硬件平台的探索相对不足。面向6G空口信号处理,研究了基于GPU硬件平台的空口基带实现的可行性。首先基于GPU的特点及基带信号处理的要求,分析了GPU作为基带处理单元的可行性。随后选取吞吐量和算术强度作为GPU基带的关键性能指标进行分析,并基于Sionna平台对吞吐量部分进行了初步仿真验证。最后,总结了研究工作并对未来6G无线空口技术的发展进行了展望。

整车空口天线测试技术的发展趋势

智能网联汽车集成了各种智能感知系统,车载天线通信性能的评估普遍应用空口(OTA)测试技术。文章阐述了OTA测试标准现状、整车OTA测试面临的挑战,介绍了整车天线测试的直接远场法、紧缩场法、近场转换结合远场法各自的特点,分别测试了车载天线无源指标以及手机和整车的有源发射指标。从测试原理、测试方案、工程实践等方面阐述了汽车OTA测试技术的发展趋势。

5G无线终端空口性能限值制定方法研究

空口(OTA)性能是衡量无线终端发射和接收信号质量的重要指标之一。为兼顾5G无线终端的OTA限值及其它性能指标与成本控制要求,文章从测试样品种类、数量、测试数据处理等方面研究了单输入单输出(SISO)OTA测试频段1限值的制定方法。5G无线终端空口性能限值的制定使用累计分布函数(CDF)分析样品测试数据,测试样品类型应足够丰富,样品数量50~100即可,通常取80%样品能通过的数值作为行业标准限值制定的参考值。归纳整理的限值制定方法可为5G无线终端OTA行业标准限值的制定提供参考。

5G NR信号辐射性能及空口测量要点(上)

为满足日益增长的移动通信需求,5G采用了新的信号空中接口技术,称为5G NR。相比4G LTE,5GNR对开场空口信号测量和监测提出了新的要求,带来了新的挑战。因此,如何在开场对在用5GNR基站发射机开展参数测量和干扰监测,便成为一个亟待解决的问题。本文首先从空口监测的角度梳理了5G基站使用的有源天线、波束赋形、新空口技术,再通过仿真说明了对波束赋形信号和带外发射监测的技术要点,最后通过实际信号阐述了使用门控频谱的监测方法。

5G NR信号辐射性能及空口测量要点(下)

为满足日益增长的移动通信需求,5G采用了新的信号空中接口技术,称为5G NR。相比4G LTE,5GNR对开场空口信号测量和监测提出了新的要求,带来了新的挑战。因此,如何在开场对在用5GNR基站发射机开展参数测量和干扰监测,便成为一个亟待解决的问题。本文首先从空口监测的角度梳理了5G基站使用的有源天线、波束赋形、新空口技术,再通过仿真说明了对波束赋形信号和带外发射监测的技术要点,最后通过实际信号阐述了使用门控频谱的监测方法。

基于恶意读写器发现的RFID空口入侵检测技术

随着RFID技术的不断发展,其在物流管理、货物监控、会议安全保障等领域的应用越来越广泛,但随之而来的安全威胁是不得不需要考虑的隐患因素.在无线通信技术中,空中接口定义了终端设备与网络设备之间的电磁连接技术规范.目前大部分RFID设备采用公开的标准通信协议进行数据传输,使得RFID系统容易遭到恶意设备的空口入侵,从而导致RFID系统面临严重的安全威胁与数据隐私保护问题.研究基于恶意读写器的实时发现,完成空口入侵的检测,避免空口数据遭到窃取,保证数据传输安全.主要利用无源感知技术对RFID信号无线信道状态信息进行分析与计算,综合运用接收信号强度、相位、吞吐量等信息,提取并建立可以描述无线信道状态信息的参数.利用提取的参数建立基于有限状态机的RFID信号感知数据推断模型,结合自适应算法得出稳态作为依据,分析判断RFID信号的具体变化,实现基于恶意读写器的RFID空口入侵检测.

空口角连锁织物组织结构探讨

简述了三维机织复合材料的发展,以角连锁复合材料预成型件作为研究目标。介绍了几种不同组织结构的角连锁织物,分析了角连锁织物的空口最大值与空口非最大值的形成过程,设计了几种空口角连锁机织物的经向结构剖面图。利用假设的方法把纬角连锁结构中的空口视为纬纱,重新构造成了相对应的实口纬角连锁组织,并对其经纬纱组织循环数之间的关系进行研究推理,得出了一个共用于实口与空口的通式。

实验性牙移动模型大鼠构建:牙齿移动后空口咀嚼时间变化规律

背景:错颌畸形正畸交互牵引移动牙齿产生有规律自发性疼痛,但是疼痛的中枢神经传导通路以及疼痛的基本机制并不清楚。目的:建立实验性牙移动模型大鼠,观察大鼠牙移动后单位时间空口咀嚼行为学变化规律。方法:将大鼠随机分为空白组,阴性对照组和模型组,模型组使用改良Colin.K.法,用镍钛丝正畸矫治力交互牵引大鼠上颌前后牙建立大鼠牙移动模型;空白组无交互牵引装置;阴性对照组不加矫治力;分别检测在牙移动后4,12 h,移动后1,3,5,7 d大鼠空口咀嚼行为学改变;牙移动后1 d,牙齿移动分别加力30,60,90 g,观察大鼠空口咀嚼相关行为学变化。结果与结论:与阴性对照组和空白组比较,模型组大鼠牙移动后4 h开始,空口咀嚼时间总和开始增加,牙移动后12 h空口咀嚼时间明显增加(P<0.05),牙移动后1 d达到峰值(P<0.01),随后缓慢下降至7 d。牙齿移动后1 d,模型组大鼠施加正畸矫治力30,60,90 g的空口咀嚼时间均差异有显著性意义(P<0.05)。结果证实,牙齿移动后空口咀嚼时间变化规律和临床正畸牙移动疼痛规律一致,能够作为大鼠牙移动后口颌面部疼痛相关行为学反应之一。

基于业务归一化评估的WCDMA空口效率计算方法研究

空口效率一直是WCDMA的研究重点。在以往的负荷监控及分析中,是分别对不同无线资源进行阐述的,各个无线资源间因相互独立、相关性不强而无整体性评估。从业务归一化角度出发,结合网管数据进行了拟合分析,研究了在网络极限能力下的实际运行效率,并运用现网数据进行了分析。

面向5G新空口的Massive MIMO技术标准进展及演进

5G的无线接入部分以新空口(NR——New Radio)标准为基础进行扩展,高效连接海量物联网、支持新型关键业务服务,达到低时延、高可靠、高安全性的新水平。作为5G NR关键性技术之一,Massive MIMO在基站端使用远超激活终端数的天线,实现3D波束成型,大幅提高频谱利用效率、网络容量和覆盖率。首先介绍Massive MIMO系统模型,其次总结3GPP Rel-15版本中Massive MIMO标准化研究内容,最后讨论Massive MIMO技术标准演进方向。

5G eMBB空口时延分析与增强技术研究

为进一步增强面向eMBB场景的空口时延性能,从5G NR的空口设计、物理层关键技术入手,分析了eMBB场景下的5G NR空口时延,并提出一种基于TDD/FDD协同的上行增强技术,最后通过Ping业务时延分析为例,给出在3GPP模型假设下的4G LTE、5G NR和采用上行增强技术后的5G NR的时延对比,论证了所提方案的可行性和有效性。

GMR-1系统空口技术研究

地球同步轨道移动无线接口(GMR-1)是欧洲电信标准委员会制定的移动卫星通信标准,该文简要说明了GMR-1系统的构成、元素功能、主要业务,重点分析研究了GMR-1系统空口协议结构,并与全球移动通信系统(GSM)空口协议进行了分析对比。

5G新空口技术在网联无人机的应用研究

5G网络具有超高带宽、低时延、高可靠、广覆盖及大连接的特性,将为网联无人机赋予实时超高清图传、远距离低时延控制、永远在线等重要能力,大大扩展了无人机的应用场景,无人机联网后的应用将是一个跨越式发展。5G网络提供了从无线网到核心网的整体网络解决方案,以适配各种复杂应用场景的网络实现。

LoRa空口数据的同步与解调

LoRa通信技术具有低功耗、远距离的特点,在生活中越来越受到关注。然而,对于底层的LoRa调制解调技术以及物理层通信链路流程,官方没有公开的技术文档说明,只有一些文献提及了这些内容。基于此,结合官方罗德仪表LoRa调制参数配置接口与文献资料,完善了物理层通信链路流程;从本质上,描述了LoRa调制解调技术的原理,从罗德仪表空口采集LoRa调制数据,对文献提出LoRa调制解调算法进行验证,提出了一种LoRa空口数据的同步算法,实现了对LoRa空口数据的解调。最后,对LoRa调制技术在5种码率下进行抗噪声性能仿真。仿真结果表明,并不是纠错码位数越多纠错效果越好;码率为4/5效果纠错最佳,抗噪声性能大约提高1 dB。