基于60GHz无线通信的波束搜索算法研究
发布时间：2021-05-09 15:32
随着移动业务的需求和移动设备的数量不断增长,低频段无线通信难以担负重任。毫米波通信成为无线通信的研究热点。6020GHz频段频谱资源丰富、免许可,因而受到业界广泛的关注[1]。6020GHz频段具有高路径损耗的特性,使得波束成形技术（Beamforming,BF）成为其补偿路径损耗的必然措施[2,3]。然而波束成形的方向性使得波束之间轻微的未对准就有可能导致无线链路中断。因此,本文主要研究60GHz无线通信中的波束搜索和无线链路的中断恢复问题。针对波束搜索中存在的搜索次数过高的问题,研究了移动环境下波束搜索前后可用于恢复无线链路的可用波束的分布问题。研究发现无线链路中断后,可用波束很大概率上分布在无线链路中断前的波束附近。本文利用可用波束的分布概率,设置波束搜索的优先顺序,制定概率优先的波束搜索策略,通过该搜索策略可以快速地搜索到可用波束并恢复无线链路。此外,文章采用射线追踪的方法仿真建模,从码本设计方案、阵元数量和无线通信环境等多个角度仿真验证。仿真结果表明:在简单的室内环境中,该波束搜索策略具有较高的波束搜索效率,在复杂环境下,由于障碍物...
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 60GHz毫米波通信发展现状
1.2.2 60GHz波束搜索研究现状
1.3 论文结构安排
第2章 60GHz波束搜索与仿真实验的相关理论基础
2.1 60GHz特性分析
2.2 波束成形
2.2.1 阵列天线
2.2.2 码本设计
2.3 波束搜索
2.3.1 波束搜索模式
2.3.2 波束搜索流程
2.3.3 波束搜索训练帧
2.4 射线追踪
2.4.1 镜像法原理
2.4.2 虚拟镜像源树
2.4.3 无线信号的折射和反射
2.5 本章小结
第3章 概率优先的波束搜索研究
3.1 系统模型
3.1.1 天线系统模型
3.1.2 信道模型
3.1.3 仿真平台
3.2 移动场景下的波束搜索研究
3.2.1 实验设计
3.2.2 实验结果与分析
3.3 概率优先的波束搜索策略
3.4 实验仿真与结果分析
3.4.1 典型实验环境波束搜索分析
3.4.2 波束搜索主要影响因素
3.5 本章小结
第4章 动态自适应波束搜索研究
4.1 动态自适应波束搜索
4.1.1 动态自适应波束搜索过程
4.1.2 动态自适应波束搜索相关参数分析
4.2 实验仿真与结果分析
4.2.1 参数设置
4.2.2 典型实验环境波束搜索分析
4.2.3 复杂环境下的波束搜索
4.3 移动终端设备间的波束搜索研究
4.3.1 仿真流程设计
4.3.2 仿真与结果分析
4.4 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 论文总结
5.2 未来工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]国家标准委最新发布的信息技术领域国家标准[J]. 信息技术与标准化. 2018(06)
[2]关于毫米波与太赫兹通信的思考[J]. 洪伟. 中兴通讯技术. 2018(03)
[3]一种利用完备差集构造原模图QC-LDPC码的方法[J]. 袁建国,郑德猛,尚晓娟,胡潇月,郭乔,吴英冬. 半导体光电. 2018(02)
[4]MIMO系统中基于条件数阈值的格基约减信号检测算法[J]. 周围,曾雪,樊鹏. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2017(06)
[5]太赫兹频段星地通信信道建模与仿真[J]. 张娣,张焱,文晋晓,何遵文. 电波科学学报. 2017(05)
[6]室内环境下毫米波短距离传输的链路损耗[J]. 王益,周杰,姚颖莉. 安徽大学学报(自然科学版). 2017(03)
[7]毫米波天线在E频段和V频段的新发展[J]. 索艳春,李永红,张恩凤. 电子技术应用. 2017(02)
[8]基于孔径长度域重采样的快速恒定束宽波束形成[J]. 李根,梁玉英. 电讯技术. 2016(11)
[9]6020GHz频段下射线追踪模型与IEEE20802.11ad信道模型性能对比[J]. 李冬博,韦再雪,桑林. 电信科学. 2015(12)
[10]60GHz高速率短距离通信系统综述[J]. 岳光荣,陈雷,徐廷生,唐俊林. 无线电通信技术. 2015(05)
硕士论文
[1]毫米波无线通信系统混合波束成形技术[D]. 桑乃斌.扬州大学 2019
[2]3D-MIMO系统预编码技术的研究[D]. 支航.南京邮电大学 2017
[3]60GHz系统中基于波束编码的快速波束搜索算法研究[D]. 张宇.南京邮电大学 2017
[4]毫米波模拟波束赋形技术研究[D]. 李辉.北京邮电大学 2017
[5]毫米波通信系统中空间复用调度算法的研究[D]. 王潍潍.东南大学 2017
[6]60GHz通信系统波束技术研究[D]. 齐晓鹤.北京邮电大学 2017
[7]高频段无线通信信道测量与建模技术研究[D]. 朱亚平.东南大学 2016
[8]基于OFDM的60GHz无线通信系统误码率研究[D]. 徐增国.中国海洋大学 2013
[9]60GHz通信系统中单载波频域均衡算法的研究[D]. 刘珈希.电子科技大学 2013
[10]60GHz系统的LOS信道与NLOS信道性能分析[D]. 张鹏.北京邮电大学 2013
本文编号：3177558
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 60GHz毫米波通信发展现状
1.2.2 60GHz波束搜索研究现状
1.3 论文结构安排
第2章 60GHz波束搜索与仿真实验的相关理论基础
2.1 60GHz特性分析
2.2 波束成形
2.2.1 阵列天线
2.2.2 码本设计
2.3 波束搜索
2.3.1 波束搜索模式
2.3.2 波束搜索流程
2.3.3 波束搜索训练帧
2.4 射线追踪
2.4.1 镜像法原理
2.4.2 虚拟镜像源树
2.4.3 无线信号的折射和反射
2.5 本章小结
第3章 概率优先的波束搜索研究
3.1 系统模型
3.1.1 天线系统模型
3.1.2 信道模型
3.1.3 仿真平台
3.2 移动场景下的波束搜索研究
3.2.1 实验设计
3.2.2 实验结果与分析
3.3 概率优先的波束搜索策略
3.4 实验仿真与结果分析
3.4.1 典型实验环境波束搜索分析
3.4.2 波束搜索主要影响因素
3.5 本章小结
第4章 动态自适应波束搜索研究
4.1 动态自适应波束搜索
4.1.1 动态自适应波束搜索过程
4.1.2 动态自适应波束搜索相关参数分析
4.2 实验仿真与结果分析
4.2.1 参数设置
4.2.2 典型实验环境波束搜索分析
4.2.3 复杂环境下的波束搜索
4.3 移动终端设备间的波束搜索研究
4.3.1 仿真流程设计
4.3.2 仿真与结果分析
4.4 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 论文总结
5.2 未来工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]国家标准委最新发布的信息技术领域国家标准[J]. 信息技术与标准化. 2018(06)
[2]关于毫米波与太赫兹通信的思考[J]. 洪伟. 中兴通讯技术. 2018(03)
[3]一种利用完备差集构造原模图QC-LDPC码的方法[J]. 袁建国,郑德猛,尚晓娟,胡潇月,郭乔,吴英冬. 半导体光电. 2018(02)
[4]MIMO系统中基于条件数阈值的格基约减信号检测算法[J]. 周围,曾雪,樊鹏. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2017(06)
[5]太赫兹频段星地通信信道建模与仿真[J]. 张娣,张焱,文晋晓,何遵文. 电波科学学报. 2017(05)
[6]室内环境下毫米波短距离传输的链路损耗[J]. 王益,周杰,姚颖莉. 安徽大学学报(自然科学版). 2017(03)
[7]毫米波天线在E频段和V频段的新发展[J]. 索艳春,李永红,张恩凤. 电子技术应用. 2017(02)
[8]基于孔径长度域重采样的快速恒定束宽波束形成[J]. 李根,梁玉英. 电讯技术. 2016(11)
[9]6020GHz频段下射线追踪模型与IEEE20802.11ad信道模型性能对比[J]. 李冬博,韦再雪,桑林. 电信科学. 2015(12)
[10]60GHz高速率短距离通信系统综述[J]. 岳光荣,陈雷,徐廷生,唐俊林. 无线电通信技术. 2015(05)
硕士论文
[1]毫米波无线通信系统混合波束成形技术[D]. 桑乃斌.扬州大学 2019
[2]3D-MIMO系统预编码技术的研究[D]. 支航.南京邮电大学 2017
[3]60GHz系统中基于波束编码的快速波束搜索算法研究[D]. 张宇.南京邮电大学 2017
[4]毫米波模拟波束赋形技术研究[D]. 李辉.北京邮电大学 2017
[5]毫米波通信系统中空间复用调度算法的研究[D]. 王潍潍.东南大学 2017
[6]60GHz通信系统波束技术研究[D]. 齐晓鹤.北京邮电大学 2017
[7]高频段无线通信信道测量与建模技术研究[D]. 朱亚平.东南大学 2016
[8]基于OFDM的60GHz无线通信系统误码率研究[D]. 徐增国.中国海洋大学 2013
[9]60GHz通信系统中单载波频域均衡算法的研究[D]. 刘珈希.电子科技大学 2013
[10]60GHz系统的LOS信道与NLOS信道性能分析[D]. 张鹏.北京邮电大学 2013
本文编号：3177558
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