6G智能超表面通信信道测量与建模:进展与挑战

RIS是6G无线通信的潜在关键技术之一,受到学术界和产业界的广泛关注。RIS不仅具有低成本、低功耗、可编程、易部署、与现有网络兼容等优点,还可以智能调控通信环境,提升信号质量与通信系统性能。首先介绍了目前的RIS通信信道测量实验,总结了暗室、室内和室外环境中的RIS信道特性,然后,对多种RIS信道模型进行了比较,包括大尺度衰落与小尺度衰落信道模型,并探讨了不同模型的适用场景及特点。最后指出RIS信道研究的挑战,包括新型RIS通信信道测量与建模、新频段新场景RIS通信信道测量与建模、参数可调天线与信道一体化建模、普适RIS通信信道建模等,为未来RIS通信信道研究提供重要指导。

无线光通信的关键技术研究

无线光通信(WirelessOpticalCommunica-tion)结合了光纤通信与无线通信的优点,在解决"最后一公里"接入问题中充分发挥了优势。结合自行研制的系统Agile155对无线通信系统中的几项关键技术进行了分析介绍,并探讨其性能指标和要求及其子系统部件的选择设计。

大气激光通信机的光学模型和物理实现研究

将光学理论应用到大气激光通信机设计中,提炼出大气激光通信机的发射和探测过程的光学理论模型,提炼推证了半导体激光器远场发射、准直发射和接收透镜探测损耗的公式,提炼推证了准直激光焦面探测爱里斑公式及对应的质心运算和质心评价公式。设计了和上述推证相关的光学天线和分光镜等。设计了光学天线分辨率、CCD捕获分辨率、通信分辨率、伺服系统分辨率等和系统精度相关的参数。

清华宽带无线移动通信关键技术研究

文章针对清华大学无线与移动通信技术研究中心在B3G领域的研究情况,简要介绍了清华宽带无线城域网(BRadio)、分布式无线通信系统(DWCS)、DWCS容量分析和接收算法、DWCS无线资源管理算法、非正交传输多址技术、MIMO-OFDM技术以及HARQ技术等方面的研究成果。

基于业务识别的移动通信网络流量卸载机制研究

移动业务流量在过去几年呈指数型增长,给移动运营商的核心网带来了巨大的冲击。3GPP提出了LIPA/SIPTO(Local IP Access/Selected IP Traffic Offload)的网络架构来卸载选定核心网络的移动业务流量。然而,如何选择流量并进行卸载没有给出具体的解决方案。针对这一问题,提出了一套基于业务识别的流量卸载机制,包括无线网络环境中的在线实时业务识别算法METCS及动态流量卸载路径选择算法。仿真结果表明METCS与现有的方法相比,识别准确率提高了5%-8%,复杂度降低了40%。基于METCS的流量卸载机制能使核心网流量减少60%,同时能根据网络负载变化实时动态的选择最优卸载路径以满足不同类型业务的QoS需求。

多载波移动通信系统中的基站节能研究

针对无线蜂窝通信系统中基站节能问题,在保证网络性能及用户体验不受影响的情况下尽量实现网络能耗与网络业务流量二者之间的匹配下,通过统一配置或基站间协商的方式来确定节能基站及补偿基站的载波使用原则,提出了基于接力载波的基站节能方案,利用OAM配置方式和基站外部接口协商两种方案生成接力载波集。在定义的节能应用场景中,运用接力载波集协调和实现补偿基站的补偿行为以及节能站点的载波关闭行为,实现了节能和降低运营商OPEX的目的。

一种无线通信系统中调度碎片避免机制研究

在通信系统中,为了保障传输的可靠性而引入了ARQ机制。这种机制带来数据传输的高度可靠及灵活的同时,也导致了内存管理的复杂。分析了ARQ机制、分组调度机制之间的关系,并对两种机制相互作用下产生的包碎片现象展开研究分析,建立了调度碎片生灭及尺寸的数学模型;为减少调度碎片的产生,设计了基于资源预测的二次指数平滑法的碎片避免机制。为验证碎片生灭模型及避免机制,设计了基于LTE系统的仿真场景,仿真结果表明,碎片生灭及大小符合数学模型,且调度碎片避免机制与传统的调度机制相比,能够有效减少碎片的生成以及提升存储管理的性能。

基于移动通信网络无线定位的研究

无线定位技术是第３代移动通信研究的一个重要方面，也是当今十大热门电信技术之一，基于移动通信网络的无线定位技术是其中的重要组成部分。首先点明了移动通信系统中无线定位的意义，然后介绍了基于移动通信网络无线定位的原理和技术，并重点阐述了基于移动通信网络无线定位的方法、结构及特点，从而为其他定位技术的研究和开发提供了新的思路与方法。

分组通信网络时钟同步研究及性能仿真

精确的时间和频率信息对于通信系统各种应用非常重要。传统电路交换通过TDM链路帧同步实现精确频率同步,而分组网络的"存储-转发"特性为同步消息引入延时,要实现精确的能够满足传统通信需要的频率和时间同步更加困难。IEEE1588精密时间同步协议(Precision Time Protocol,PTP)是一个原来应用于工业控制、测试测量等领域低成本高精度的同步协议,根据分组通信网络的特点,提出了IEEE1588在通信中的应用框架,采用虚拟和真实网络环境相结合的仿真方法,分析了所提框架的同步性能及各种性能补偿措施的补偿效果。虚拟网络仿真采用OMNeT++工具,给出网络业务特性对精确时间同步的定性和定量影响。真实网络仿真基于校园网环境,采用软件时间戳标记达到50μs的同步精度。

无线Ad hoc网络匿名通信技术研究

无线Ad hoc网络(MANET)的多跳、自组织、无固定设施以及运算资源有限等特性,使得传统网络中复杂度高的安全算法难以应用于其中。而采用与匿名技术相结合的安全机制,可较好地解决节点隐私和通信关系保密的安全问题。针对现有的匿名技术,采用对比分析的方法,对传统网络的匿名技术进行分析,总结技术上的优缺点,研究Ad hoc网络的匿名技术,并对比分析各种匿名通信协议的安全性能,为后续的研究与应用提供帮助。

数据中心网络负载均衡问题研究

数据中心网络是现代网络和云计算的重要基础设施,实现数据中心网络负载均衡是保证网络吞吐并提高服务体验的关键环节.首先分析了数据中心网络与传统互联网之间的区别,总结其特点及特殊性在负载均衡方案设计方面的优势.然后从数据中心的复杂性和多样性角度分析其负载均衡方案设计所面临的挑战.将现有数据中心网络负载均衡方案根据不同的实现层次从网络层、传输层、应用层和综合方案4个角度进行分析,对比各个方案的优缺点,并从控制结构、负载均衡粒度、拥塞感知机制、负载均衡策略、可扩展性和部署难度几个方面进行综合评价.最后对现有数据中心网络负载均衡方案进行总结,并指出未来可能的研究方向.

一种高谱效海上甚高频通信技术及其仿真研究

为解决海上通信无法沿用陆上5G、6G高速通信中开发高频资源与高谱效调制技术的发展路线,导致其速率与频谱效率性能较差,提升缓慢的问题。提出了一种基于多载波延时重叠调制的高频谱效率海上甚高频通信技术,将符号内的各个子载波在时域上进行依次延时并直接叠加,使频率子信道摆脱正交性束缚,从底层信息调制角度进一步提升频谱利用率。仿真结果表明:该技术可在仅占据海上甚高频频谱资源1/5的情况下实现当下海上数据传输峰值为307.2 kbps的速率,对于海上通信的发展具有重要意义。

基于无线光通信智慧矿井研究现状

智慧矿井平台能够提高采矿产量,其中通信、定位和传感系统能够保证矿工和矿物的安全。传统射频信号带宽不足、衰减严重和通信设备笨重等因素限制了其在矿井中的应用,第五代移动通信技术可应用在矿井下,但依然存在电磁干扰问题。无线光信号具有免疫电磁干扰和带宽宽的优势,而且无线光通信、定位和传感可借助矿井下光源设施,减少了通信设备成本和损耗。文章分别从无线光传播特性、通信方案、定位和传感几个方面介绍了矿井无线光研究现状,最后对矿井无线光通信小区布设、光源设计、中继方案和矿车防碰撞的发展进行了展望。

5G通信中基于混合波束成型的多用户MIMO调度算法研究

大规模多输入多输出(MIMO)技术是5G通信的核心技术之一,信号多入多出可以有效提高通信传输中的频谱效率与用户的通信质量。本文从用户下行信道与通信向量函数2个维度阐述了信道有效传输原理,并基于此设计了一种毫米波MIMO混合波束成型模型。文章分析了毫米波混合波束成型模型设计原理、实现步骤及算法复杂度情况,并利用混合波束成型模型设计了多用户MIMO调度的具体实现方法;基于模型确定出双向交替优化MIMO系统的发射端和接收端子阵列的天线加权矢量,给出数字模拟混合波束成型的算法方案,最终实现多用户MIMO的均衡调度。仿真结果表明,所提出的调度算法具有收敛速度快、计算复杂度低、基带传输效率高等优势。

基于OPNET的卫星通信系统下行干扰建模与仿真研究

卫星多波束天线旁瓣带来的小区间同频干扰是卫星通信系统网络规划与工程设计的重要依据.针对多波束天线旁瓣带来的干扰问题,首先,在系统频率规划和下行同频干扰产生机理分析的基础上,得到多波束卫星通信系统下行同频干扰模型;其次,根据ITU-R S.672-4建议书给出的天线辐射特性设计卫星单波束天线模型;然后,根据单波束天线模型以及多波束天线覆盖地面的要求,通过几何分析运算得到多波束天线的覆盖参数;最后,利用OPNET网络仿真软件,利用ema编程机制对卫星单波束天线建模,并通过位于同一经线上间隔1.2°的109个移动数据接收器的移动统计,得到卫星多波束天线覆盖下,东、西经80°且南、北纬64.8°的矩形区域内,卫星多波束天线的辐射特性以及7小区同频和3色复用方式下的下行同频干扰特性.仿真结果显示,提出的建模方案能较为准确地计算出卫星多波束天线覆盖下任意经纬度的载干比和全网的载干比强度图.

无线通信中的信噪比估计算法研究

针对无线通信中的信噪比估计,对文献中经典的信噪比估计算法进行概述。为了能在含有滤波器和上下采样的仿真系统上对经典的信噪比估计算法进行仿真,搭建了三种不同的仿真系统,并基于这三种仿真系统研究了滤波器和上下采样对真实信噪比以及信噪比估计算法性能的影响。在具有滤波器和上下采样的仿真系统中,对经典的信噪比估计算法进行仿真验证,比较得到各种调制方式下性能较为优良的信噪比估计算法。

SDN架构在军事通信核心网中的应用研究

由于IP协议族自由松散等特性的固有缺陷,以标准IP技术构建军事通信核心网难以解决精细服务质量保障、业务类型区分、快速资源调配、特性快速更新等需求.提出一种基于SDN的军事通信核心网架构,对架构内部组成要素的功能和相互关系进行了分析,描述了基于SDN架构的军事通信核心网资源保障运行流程.利用开源SDN控制器验证了SDN架构的网络保障能力. SDN架构以转控分离、集中控制、接口开放为特征,能够较好地满足军事通信核心网的需要.

5G系统机器类通信场景下基于动态接入优先级的拥塞控制策略研究

随着万物互联的IT3.0时代的到来,机器类通信(Machine-Type Communication,MTC)将成为未来人机物三元互联的5G通信系统中最主要的通信方式之一。然而,MTC设备种类繁多、数目巨大,大量设备同时发起接入时必然会造成网络拥塞、时延长等问题。于是,提出了一种基于动态接入优先级的拥塞控制策略。该方法首先根据MTC设备的时延容忍度进行优先级划分,并依据控制时延动态更新设备优先级,针对不同优先级采用不同的接入概率因子限制接入设备数目。仿真结果表明,提出的方法可以在保证不同优先级设备的接入时延前提下,有效控制海量机器类设备接入时的网络拥塞。

面向无人集群的通信定位一体化方法研究

针对无人集群协同作战通信/定位的集约化设计需求,提出了一种单载波频域均衡(SCFDE)与直接序列扩频(DSSS)技术有机结合的通信定位一体化波形。一方面,利用SCFDE中频域均衡易于克服频率选择性衰落且便于与DSSS结合的优势,使系统具有良好的适应复杂场景的通信能力;另一方面,利用恒包络零自相关导频序列的优良自相关和互相关特性,将其作为导频序列并计算与本地导频符号的循环移位相关,检测相关峰值即可实现整数符号周期信号到达时间估计。同时,结合用于信道估计的导频序列,构建差分延时相关模型,有效解决了小数采样周期信号到达时间估计问题,实现了高精度的信号到达时间估计。

极化码原理分析及其在5G通信中的应用研究

极化码是一种全新的编码方式,具有显著的编解码简单,可靠性高的特点,尤其在长码领域传输时有相对较低的误码率。极化码是唯一被理论证明可达到香农极限,并且具有仅线性复杂度的信道编码技术。文章在详细阐述了信道极化现象及极化码基本原理的基础上,分析对比了一些常用信道编码的优缺点,介绍了极化码在第五代移动通信技术中的应用场景,并对极化码的潜在研究方向进行了总结与展望。