基于毫米波分布式天线阵的波束管理技术研究

发布时间：2021-08-12 11:45

　　毫米波通信和大规模天线是5G系统的两大关键技术。毫米波频段能够提供丰富的通信频谱资源,基于毫米波的大规模天线系统则采用混合波束成形结构,以同时获得高频谱效率和高波束成形增益。然而使用毫米波窄波束通信时,波束容易被遮挡。另一方面,为了保证收发双方通信链路的质量,双方波束应该指向最佳传播路径的离开和到达方向,因此需要考虑波束的对齐。基于此,本文主要研究毫米波窄波束通信系统中的抗遮挡问题和波束对齐问题。为了解决毫米波窄波束的遮挡问题以及移动毫米波系统中的波束对齐问题,本文提出一种基于分布式天线阵结构的快速波束切换算法。分布式天线阵结构能够有效对抗遮挡并增强覆盖;基于该结构,本文进一步设计了一种基于用户位置信皂、的快速波束切换算法。这种算法利用视距径存在时最佳波束对保持不变的特点,在系统部署阶段测量最佳子阵和波束对以及备用子阵和波束对,从而建立位置-波束映射表。在实际通信阶段,用户基于位置信息和运动速度预测下一切换点和切换信息。仿真结果验证了分布式天线阵结构的抗遮挡和增强覆盖特性以及快速波束切换算法的合理性。其次,为了降低波束搜索算法的时间复杂度,本文提出多射频链路辅助的并行波束搜索算法和波束... 

【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１频谱资源分布图??

２．１晕米波通信??毫米波是指波长１？１０ｍｍ，频率３０？３００ＧＨｚ的电磁波。毫米波频段频谱资??源丰富，因此使用毫米波频段进行通信成为研究热门［５］。图２－１所示为可用于无??线通信的频谱资源分布图［５］［２２］。可以看出，在低于６ＧＨｚ的频段，可用频谱资源??低于１ＧＨｚ，频谱资源稀缺；在厘米波频段，中心频率为２８ＧＨｚ处有１．３ＧＨｚ的??频段可用于无线通信；而在毫米波频段，仅３０ＧＨｚ？１００ＧＨｚ范围内就有超过??２０ＧＨｚ的频谱可用于无线通信，中心频率分另ＩＪ位于３７ＧＨｚ、３９ＧＨｚ、４２ＧＨｚ、??６０ＧＨｚ以及波导Ｅ波段。??ｊ?Ｃｍ?Ｗａｖｅ?＊?？?ＭｍＷａｖｅ??ｉ?」？：?Ｖ??５．２?ＧＨｚ?｜?２８?ＧＨｚｉ?ＧＨｚ?３７／４２?ＧＨｚ?６０?ＧＨｚ?Ｅ？ｂａｎｄ?！?Ｅｖｅｎ?ｍｏｒｅ??ｌＡＧＨｚ＾ＧＨｚ?７?ＧＨｚ?，０?ＧＨｚ?ｔｏｔａｌ?ｊ?ｓｐｅｃｔｍｍ??１００?ＭＨｚ?＊?；?＊?Ｉ?Ｉ?Ｓ??９００?ＭＨｚ?＊?Ｉｆ?Ｉ?！??２．６?ＭＨｚ?１１?Ｉ?丽■?／??｜????６?ＧＨｚ?Ｕｎｌｉｃｅｎｓｅｄ?１００?ＧＨｚ??图２－１频谱资源分布图??事实上，无线高清视频传输协议ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＤ和Ｗｉｎ协议ＩＥＥＥ?８０２．１１?ａｄ均??工作在６０ＧＨｚ未授权频段ＰＭ２４：！

?第二章毫米波波束管理技术综述中ＡｏＡ、ＡｏＤ、ＺｏＡ、ＺｏＤ以及时延等参数服从较为复杂的概率分布或者定的测量值，其他天线对之间的信道只有天线单元位置坐标的不同。??２．２混合波束成形??２．２．１模拟波束成形??（１）模拟波束成形结构??由于毫米波传播的高路损特性，毫米波通信系统通常需要采用模拟结构实现定向波束传输。现有的应用模拟波束成形结构的协议包括工作频段的?Ｗｉ－Ｆｉ?协议?ＩＥＥＥ?８０２．１?ｌａｄ［２４］和无线个域网（ＷＰＡＮ）协议?ＩＥＥＥ?８０２．等。模拟波束成形器结构如图２－３所示??

【参考文献】：
硕士论文
[1]混合波束成形系统中的波束搜索算法研究[D]. 李兆强.北京邮电大学 2018



本文编号：3338266