毫米波通信中的移动性研究

发布时间：2022-01-02 08:12

　　当前的4G（the forth generation mobile communication technology）系统是基于低频段（6GHz以下）信号载波运行的,可利用的频谱资源少且频段拥挤,早已无法满足呈爆炸式增长的多媒体数据通信需求。为了解决当前面临的问题,科研工作者们开始尝试采用频谱资源丰富的毫米波频段（6GHz³00GHz）进行通信。然而毫米波频段在自由空间传播时路径损耗较大,穿透力不及4G系统所使用的低频段电磁波这一特性限制了毫米波的发展速度。尤其当毫米波在传播过程中遇到障碍物的反射和折射或者降雨等情况时,能量损失将更为严重,导致毫米波传输系统中存在的传播路径主要为LoS（Line of Sight）径。由于毫米波的波长较小,因此我们可以利用大规模天线阵列形成的强指向性波束所产生巨大的阵列增益来弥补路径损耗。到目前为止,许多关于毫米波通信系统的研究都是基于静态信道开展的,然而现在许多存在相对运动的场景,比如高速公路、高铁等都需要移动通信业务的支持。时变毫米波信道除了到达角（AoAs,Angles Of Arrive）和离开角（AoDs,Angles ... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：104 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

高速列车场景中AoDs的变化图

第四章移动态下毫米波波束跟踪算法51第四章移动态下毫米波波束跟踪算法4.1引言毫米波通信中有很多关于波束成形设计的工作。通常，最新技术的工作重点是两种类型的波束成形技术，称为波束切换和波束跟踪。波束切换操作可将波束从指定的模式切换到更好的备用波束，且复杂度较低。而波束跟踪可以调整视轴方向，以高容量和具有灵活性的终端来跟踪特定的传播路径。为了满足各种高速运动场景中的超高速率通信需求，波束跟踪更具研究潜力，并有望优于波束切换。目前毫米波系统中有关波束跟踪的热门话题包括我现在[35,70-72]。在文献[35]中基于卡尔曼滤波器提出了对AoD的跟踪。同样，基于[70]中的共轭梯度法，实现了时变MIMO干扰信道中的干扰对准。此外，在[71]中提出了一种在抑制强干扰的同时跟踪连续运动信号的模型。同时，在人为阻碍和设备移动性方面，文献[72]中开发了一种双链路波束跟踪方案以提供传输链路和替代链路。据我们所知，它们中的大多数都具有复杂度高的特点，且无法应用于高速运动场景中的通信。基于上述分析，研究高速移动场景中的波束跟踪技术是大势所趋且极具研究价值。4.2系统模型4.2.1系统模型本章采用类似于上一章的系统架构，系统模型如图4-1所示。假设一个基站同时服务于K个用户，不同基站服务的小区之间互不干扰，同一小区中的用户随机分布。基站端采用混合架构，配备了BSN根天线和BSL个射频链，每个用户均配备了UEN根天线和UEL个射频链。不失一般性，通常令1UEL和BSLK且满足BSBSNL和UEUENL图4-1毫米波通信系统架构图

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于遗传算法的波束追踪和成型(英文)[J]. 李雷,朱柏承,周乐柱,龚中麟.  北京大学学报(自然科学版). 2006(01)



本文编号：3563824