60GHz毫米波技术白皮书——IEEE 802.11ad
【CN110048755A】一种毫米波通信方法和通信系统【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910281349.X (22)申请日 2019.04.09 (71)申请人 深圳大学 地址 518060 广东省深圳市南山区南海大 道3688号 (72)发明人 伍楷舜 龙金凤 王璐 华慧丰 (74)专利代理机构 北京市诚辉律师事务所 11430 代理人 耿慧敏 (51)Int.Cl. H04B 7/06(2006.01) H04B 7/08(2006.01) H04W 52/24(2009.01) H04W 52/34(2009.01) H04W 72/04(2009.01) H04W 72/08(2009.01)H04W 4/35(2018.01) (54)发明名称 一种毫米波通信方法和通信系统 (57)摘要 本发明提供一种毫米波通信方法和通信系 统。该方法包括：对于毫米波传输，以吞吐量为优 化目标确定优化的波束宽度和所述优化的波束 宽度对应的用户；对于所述优化的波束宽度对应 的多个用户，利用基于星座图冗余的多址接入进 行并发传输。本发明提供的毫米波通信方法和通 信系统通过对波束宽度进行自适应调节和改进 多址接入技术能够提高网络性能，改善用户体 验。权利要求书1页 说明书8页 附图3页CN 110048755 A 2019.07.23 C N 110048755 A
权 利 要 求 书1/1页CN 110048755 A 1.一种毫米波通信方法，包括以下步骤： 步骤S1：对于毫米波传输，以吞吐量为优化目标确定优化的波束宽度和所述优化的波束宽度对应的用户； 步骤S2：对于所述优化的波束宽度对应的多个用户，利用基于星座图冗余的多址接入进行并发传输。 2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤S1包括以下子步骤： 设置最小波束宽度、最大波束宽度以及波束宽度变化量； 以所述波束宽度变化量为步长，在所述最小波束宽度和所述最大波束宽度之间进行扫描，找出系统最大吞吐量时对应的波束宽度，作为所述优化的波束宽度。 3.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤S2包括以下子步骤： 基于哈希运算在消息比特和编码比特之间产生随机、非线性的映射； 将码比特映射到星座符号集以获得正交的编码。 4.根据权利要求3所述的方法，其中，对于一个用户，所述哈希运算包括： 将该用户消息分成多个数据块，对每个数据块分别执行哈希运算，并且以前一个数据块执行哈希运算生成的结果作为后一个数据块执行哈希运算的输入。 5.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤S2中，对于所述优化的波束宽度对应的多个用户，基于拍卖理论进行载波分配。 6.根据权利要求5所述的方法，步骤S2包括以下子步骤： 用户接收可分配载波并根据竞拍的历史观察值对所述可分配载波进行价格预测，获得可分配载波的预测价格； 用户根据所述可分配载波的预测价格和信道质量为所述可分配载波分配功率； 用户确定将进行竞拍的载波和投标价格； 用户接收竞标结果，其中，所述竞拍结果包括赢家价格。 7.根据权利要求6所述的方法，其中，对可分配载波进行价格预测包括： 每个用户记录下每个载波的拍卖历史最高价作为观察值，并根据观察值对下一时隙的子载波价格进行预测，决定投标价格。 8.一种毫米波通信系统，包括： 接入设备：对于毫米波传输，以吞吐量为优化目标确定优化的波束宽度和所述优化的波束宽度对应的用户； 用户终端：对于所述优化的波束宽度对应的多个用户，利用基于星座图冗余的多址接入进行并发传输。 9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述接入设备用于执行以下过程： 设置最小波束宽度、最大波束宽度以及波束宽度变化量； 以所述波束宽度变化量为步长，在所述最小波束宽度和所述最大波束宽度之间进行扫描，找出系统最大吞吐量时对应的波束宽度，作为所述优化的波束宽度。 10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现根据权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。 2
关于毫米波通信技术的研究现状和进展
毫米波通信技术的研究现状和进展 李艳莉 (电子科技大学成都学院电子信息工程系，成都611731) 摘要：简单介绍了毫米波的基本概念及相关背景, 分析了毫米波的传播特性和优点,阐述了毫米波地面通信、毫米波卫星通信的研究现状, 以毫米波通信技术在电子对抗中的军事应用为例进行论述, 最后展望毫米波通信技术将会开创未来新型应用领域并拥有广阔的发展前景。 关键词毫米波; 毫米波传播; 毫米波通信; 电子对抗 0 引言 随着移动通信、卫星通信以及星载电子等方面的迅猛发展，对系统的容量要求越来越高。由于在高频微波频段有着极为丰富的频谱资源，现代通信系统正在向高频微波特别是毫米波频段发展。毫米波通信与传统的无线电短波、超短波和微波通信相比，具有不少独特之处。由于毫米波是以微波和光波作左右邻(它的波长介于微波和光波之间)，因此兼有微波和光波的某些优长。通信设备的体积很小，可利用小巧尺寸的天线获得很高的方向性，便于通信的隐蔽和保密。毫米波在传播过程中受杂波影响小，对尘埃等微粒穿透能力强，通信比较稳定[1]。 早在20世纪40年代，科学家们就开始对毫米波通信进行过研究，但由于种种原因毫米波通信并未得到实际应用。直至20世纪70年代，由于毫米波集成电路和毫米波固体器件的研制成功并获得批量生产，使生产成本日趋下降，毫米波通信才犹如枯木逢春，蓬勃发展开来。可以预计，随着科技的进步，毫米波通信必将呈现出广阔的应用前景。 1 毫米波的传播特性 通常毫米波频段是指30GHz～300GHz, 相应波长为1mm～10mm。毫米波通信就是指以毫米波作为传输信息的载体而进行的通信。目前绝大多数的应用研究集中在几个“大气窗口”频率和三个“衰减峰”频率上[2][3]。 1)是一种典型的视距传输方式 毫米波属于甚高频段, 它以直射波的方式在空间进行传播，波束很窄，具有良好的方向性。一方面，由于毫米波受大气吸收和降雨衰落影响严重,所以单跳通信距离较短; 另一方面，由于频段高，干扰源很少，所以传播稳定可靠。因此，毫米波通信是一种典型的具有高质量、恒定参数的无线传输信道的通信技术。 2)具有“大气窗口”和“衰减峰” “大气窗口”是指35GHz、45GHz、94GHz、140GHz、220GHz 频段, 在这些特殊频段附近, 毫米波传播受到的衰减较小。一般说来，“大气窗口”频段比较适用于点对点通信，已经被低空空地导弹和地基雷达所采用。而在60GHz、120GHz、180GHz 频段附近的衰减出现极大值, 约高达15dB / km 以上, 被称作“衰减峰”。通常这些“衰减峰”频段被多路分集的隐蔽网络和系统优先选用，用以满足网络安全系数的要求。 3)降雨时衰减严重 与微波相比, 毫米波信号在恶劣的气候条件下，尤其是降雨时的衰减要大许
技术剖析：详解毫米波技术及芯片
技术剖析：详解毫米波技术及芯片 由于毫米波器件的成本较高，之前主要应用于军事。然而随着高速宽带无线通信、汽车辅助驾驶、安检、医学检测等应用领域的快速发展，近年来毫米波在民用领域也得到了广泛的研究和应用。目前，6 GHz 以下的黄金通信频段，已经很难得到较宽的连续频谱，严重制约了通信产业的发展。相比之下，毫米波频段却仍有大量潜在的未被充分利用的频谱资源。因此，毫米波成为第5 代移动通信的研究热点。2015 年在WRC2015 大会上确定了第5 代移动通信研究备选频段：24.25-27.5 GHz、37-40.5GHz、42.5-43.5 GHz、45.5-47 GHz、47.2-50.2 GHz、50.4-52.6 GHz、66-76 GHz 和81-86 GHz，其中31.8-33.4 GHz、40.5-42.5 GHz 和47-47.2 GHz 在满足特定使用条件下允许作为增选频段。各种毫米波的器件、芯片以及应用都在如火如荼的开发着。相对于微波频段，毫米波有其自身的特点。首先，毫米波具有更短的工作波长，可以有效减小器件及系统的尺寸; 其次，毫米波有着丰富的频谱资源，可以胜任未来超高速通信的需求。此外，由于波长短，毫米波用在雷达、成像等方面有着更高的分辨率。到目前为止，人们对毫米波已开展了大量的研究，各种毫米波系统已得到广泛的应用。随着第5 代移动通信、汽车自动驾驶、安检等民用技术的快速发展，毫米波将被广泛应用于人们日常生活的方方面面。 毫米波 毫米波技术方面，结合目前一些热门的毫米波频段的系统应用，如毫米波通信、毫米波成像以及毫米波雷达等，对毫米波芯片发展做了重点介绍。1、毫米波芯片传统的毫米波单片集成电路主要采用化合物半导体工艺，如砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）等，其在毫米波频段具有良好的性能，是该频段的主流集成电路工艺。另一方面，近十几年来硅基（CMOS、SiGe等）毫米波亚毫米波集成电路也取得了巨大进展。此外，基于氮化镓（GaN）工艺的大功率高频器件也迅速拓展至毫米波频段。下面将分别进行介绍。 1.1 GaAs 和InP 毫米波芯片近十几年来，GaAs 和InP 工艺和器件得到了长足的进步。
毫米波通信将成为主流
毫米波通信将成为主流 60GHz毫米波通信的研发工作正日益活跃起来(见图1)。该技术面向PC、数字家电等应用，能够实现设备间数Gbps的超高速无线传输。在业内多家厂商的积极推动下，毫米波通信今后的应用将会不断扩展。英特尔公司首席工程师Alexander Maltsev就表示：“几年后，毫米波通信无疑将会变得不可或缺。”这一技术目前面临的问题是元器件成本较高。毫米波通信现在主要用于实现家庭内的非压缩高清视频传输，如果其应用能扩展至手机及办公设备，那么，随着出货量的增加，其成本将能够大幅降低(见图2和图3)。 英特尔与Broadcom等公司大力推进
2009年5月，英特尔、微软、诺基亚、戴尔、松下等15家公司联手成立了WiGig(Wireless Gigabit)联盟，欲定义面向数字家电的毫米波通信标准。WiGig联盟计划于2009年第4季度完成标准制定，最早2010年即可开始进行互操作性测试。 此外，英特尔还和Broadcom、Atheros等领先的WLAN芯片厂商于2009年初在IEEE 802委员会里成立了毫米波WLAN标准化工作小组TG ad(Task Group ad)。11ad工作小组组长、英特尔首席工程师Eldad Perahia表示：“毫米波通信可以作为现有WLAN标准802.11n的互补技术，适用于家庭、办公室等多种场合。” 进入主流 业界此前就已在尝试将毫米波用作数字家电的短距离无线接口。松下、索尼、三星等大型音/视频设备厂商所支持的WirelessHD标准早在2008年初就已公开了1.0版的正式标准，2009年，相应芯片及家电设备也相继亮相。另外，IEEE 802.15.3c也是针对毫米波通信而制定的标准。 与过去在全行业范围内开展的活动不同，毫米波通信领域内的最新发展动向是由英特尔、Broadcom及Atheros等业界领先的厂商所推动的。与常用的2.4GHz无线通信相比，毫米波通信的频段相对较高且具有高度直进性，因此被认为是难于加以利用的无线技术，在无线通信的标准化进程中也一直被定位为非主流技术。然而，随着所有主要的WLAN芯片厂商对该技术表现出极大的兴趣，毫米波通信的地位正在发生变化，将有可能成为802.11n的后续规格。 其中表现最为积极的是英特尔公司。该公司此前曾经热衷于采用UWB(超宽带)技术来实现WUSB(无线USB)标准，但由于UWB在日本、欧洲等关键市场受到严格管制难以推广，因此被迫改变策略。英特尔解散了公司内部的UWB芯片商用化开发团队，转而进行毫米波技术的开发，并投入了大量的人力物力来推进毫米波通信的标准化和商用化。 与便携设备行业相关的厂商也在关注毫米波技术。诺基亚、意法半导体等开发手机平台的厂商已经加入了WiGig，领先的手机芯片组供应商高通公司位于以色列的研发中心也正在加紧开发毫米波通信IC。 最大优势是宽带宽 PC、WLAN以及便携设备等行业的众多厂商都对毫米波通信寄予厚望的最大原因是该技术能够提供较宽的带宽。在60GHz频段内，全球无需许可即可免费使用的带宽可达7GHz~9GHz(见图4a)。WirelessHD等标准可以在这一带宽内设定4路带宽为2160MHz的信道，这相当于现有WLAN标准下20MHz信道带宽的100倍(见图4b)。
教案--面向5G的毫米波移动通信
第三页： 回顾移动通信的发展历程，每一代移动通信系统都可以通过标志性能力指标和核心关键技术来定义。 1978年，美国首先在芝加哥开始了关于全球第一个蜂窝移动通信系统AMPS:Advanced Mobile Phone Service 高级移动电话服务系统，开启了1G时代，该时段的系统采用频分多址，只能提供模拟语音业务，数据率仅为2.8kbps~56kbps；2G时代中全球移动通信系统(Global System for Mobile communications) 的空中接口采用时分多址技术。GSM 较之它以前的标准最大的不同是它的信令和语音信道都是数字式的，可提供数字语音和低速数据业务，这时候都可发短消息了,但仍然是窄带的；2000年开始部署了3G，3G以码分多址为技术特征，同时采用多输入输出技术增加系统的吞吐率，此时的用户峰值速率提升到2Mbps 至数十Mbps，可以支持多媒体宽带数据业务。为了提供移动业务，到2010年，正式部署了第四代移动通信，4G的空中技术是在3.9G中演进的，将OFDM与FDMA结合，以正交频分多址技术为核心，用户峰值速率提升到100Mbps至1Gbps，能够支持各种移动宽带数据业务。前几代都是基于演进的，并且向后兼容后一代，4G相比5G就如同龟兔赛跑，面向2020年及未来5G，将很大程度上提高传输速率。 2015年工信部发表第五代移动通信的发展时间表，预计将在2018年将完成技术规范，2020年正式商用。工信部电信研究院发表的5G无线技术架构白皮书也预示着我国在5G的研发进入标准制定阶段。中国5G官方推进组负责人曹淑敏讲到，我们已经从最初的概念、需求、场景逐渐走向了用合适的技术去满足这些需求。 第四页 1G~4G阶段里的重要专利技术几乎被美国的高通、爱立信垄断，中国一直处于落后状态！
毫米波光纤无线通信技术
第9卷第1期2009年2月 湖南工业职业技术学院学报 J OURNAL O F HUNAN INDUSTRY POLYTEC H NIC V o l 9N o 1Feb 2009 毫米波光纤无线通信技术 李 佳,刘霜霜 (湖南工业职业技术学院信息工程系,湖南长沙 410208) [摘 要] 随着网络电视(I PTV )、视频点播(VOD )等数字多媒体技术的迅猛发展,传统的无线通信系统已不能满足日益增长 的宽带业务需求。毫米波光纤无线通信技术既充分利用了现有光纤的高带宽、低损耗等特点,又发挥了无线通信的高度灵活性优点,因此,有机结合了光纤和无线通信优点的毫米波光纤无线通信技术是最理想的选择。 [关键词] 光通信;光纤无线通信系统;毫米波;色散;相位调制器(P M );载波抑制调制(OCS )[中图分类号] TN 929 11 [文章标识码] A [文章编号] 1671-5004(2009)01-0023-02 OpticalM illi m eter W ave G enerati on i n R adio over F i ber Syste m LI Jia ,LIN Shuang-shuang (H unan Indu stry Po l ytechn ic ,Changs h a 410208,H unan) [Abstract] W it h t he rap i d devel opm en t of d i g it alm u lti m ed i a technologies s u ch as I PTV 、VOD ,traditi onalw ireless co mm un i cati on syst e m no l ongerm eet the i ncreas i ng de m ands ofw i de bandw i dth serv i ces .The rad i o-over-fi b er (ROF)technol ogy can n ot on l y take f u ll advan t age of the charact eristics of op tical fi b er s high band w i d t h and lo w l oss ,but all the h i gh flex i b ilit y ofw i rel ess co mm un ication .Therefore ,The rad i o-over-fi ber (ROF )techn ol ogy ,comb i n i ng m erit s of t he fiber co mm un i cati on and t he w ireless co mmun i cati on technologies ,is t h e b est sel ecti on . [K ey words] opti cal comm un i cati on ;rad i o –over-fi ber (ROF );m illi m iter w ave ;d i spers i on;phase m odu l ator (P M );opti cal carri er suppressi on (OCS) [收稿日期] 2009-01-22 [作者简介] 李 佳(1982-),女,湖南祁阳人,湖南工业职业技术学院信息工程系助教,研究方向:计算机技术。 毫米波光纤无线通信(R ad i o over F i ber ,简称R oF )的概念融合了两种常规技术 无线通信和光纤传输。目前,毫米波光载波信号的光学产生和传输就是ROF 系统的研究热点。人们已提出了一系列方法,大概可分为三类:直接调制激光器产生光毫米波信号、光外差技术和使用外部调制器法。 一、直接调制激光器产生光毫米波信号 这是最简单的毫米波光载波产生方法,它是采用毫米波 副载波信号直接强度调制激光器光源。直接调制具有简单、损耗小、经济、容易实现等优点,但这种技术往往受到激光器调制带宽限制造成,因此不适合高频率毫米波光载波信号的产生。同样,由于其工作方式所造成的固有缺陷 啁啾现象,会引起调制啁啾,而造成传输信号严重的色散,因此只适用于2.5Gb /s 速率以下的信号调制。 二、光外差法产生光毫米波信号 该技术传输的是窄线宽光波信号,因此色散效应的影响 很小。因此,光外差方法既可以克服光纤中的色散问题,又可以简化基站的结构和成本,成为近年来ROF 发射机研究工作的热点。 由于信号直接调制在一个窄线宽的光波上,这就避免了数十GH z 高频调制所带来的困难,又解决了光纤色散对高频调制光信号影响的问题,其基本原理简图如下图1所示: 从上图可看到,该技术需要两个使用两个半导体激光器 ,图1 光外差方案简图 它们之间的随机相位噪声,导致外差接收产生的拍频毫米波信号也将存在相位噪声,这将对系统性能造成严重的影响。为此,近些年人们提出了光注入锁定法(Optical In jecti on L ock i ng ,O I L )、光学锁相环法(Optical Phase Locked L oop s ,OPLL )和光注入锁相环法(O pti ca l In j ec tion Phase Lock L oop ,O IPLL )等方法以减少随机激光器的相位噪声的影响。 光注入锁定法的原理如图2所示[5]。这一方法可以获得相对低的相位噪声, 预期成本也很低。 图2 光注入法原理图 23
毫米波通信的特点及前景
毫米波通信的特点及前景 毫米波的波长从10毫米至1毫米、频率从30吉赫（GHz）至300吉赫（GHz）的电磁波称为毫米波，利用毫米波进行通信的方法叫毫米波通信。毫米波通信分毫米波波导通信和毫米波无线电通信两大类。 传播特性通常毫米波频段是指30GHz～300GHz，相应波长为1mm～10mm。毫米波通信就是指以毫米波作为传输信息的载体而进行的通信。目前绝大多数的应用研究集中在几个大气窗口频率和三个衰减峰频率上。 1）是一种典型的视距传输方式 毫米波属于甚高频段，它以直射波的方式在空间进行传播，波束很窄，具有良好的方向性。一方面，由于毫米波受大气吸收和降雨衰落影响严重，所以单跳通信距离较短;另一方面，由于频段高，干扰源很少，所以传播稳定可靠。因此，毫米波通信是一种典型的具有高质量、恒定参数的无线传输信道的通信技术。 2）具有大气窗口和衰减峰 大气窗口是指35GHz、45GHz、94GHz、140GHz、220GHz频段，在这些特殊频段附近，毫米波传播受到的衰减较小。一般说来，大气窗口频段比较适用于点对点通信，已经被低空空地导弹和地基雷达所采用。而在60GHz、120GHz、180GHz频段附近的衰减出现极大值，约高达15dB/km以上，被称作衰减峰。通常这些衰减峰频段被多路分集的隐蔽网络和系统优先选用，用以满足网络安全系数的要求。 3）降雨时衰减严重 与微波相比，毫米波信号在恶劣的气候条件下，尤其是降雨时的衰减要大许多，严重影响传播效果。经过研究得出的结论是，毫米波信号降雨时衰减的大小与降雨的瞬时强度、距离长短和雨滴形状密切相关。进一步的验证表明：通常情况下，降雨的瞬时强度越大、距离越远、雨滴越大，所引起的衰减也就越严重。因此，对付降雨衰减最有效的办法是在进行毫米波通信系统或通信线路设计时，留出足够的电平衰减余量。
浅谈毫米波通信技术及应用
科技视野 黑龙江邮电报/2004年/09月/30日/第003版/ 浅谈毫米波通信技术及应用 李敏李荔华 随着通信事业尤其是个人移动通信的高速发展,无线电频谱的低端频率已趋饱和,即使是采用高斯滤波最小频移键控(GMSK)调制或各种多址技术扩大通信系统的容量,提高频谱的利用率,也无法满足未来通信发展的需求,因而实现高速、宽带的无线通信势必向微波高端开发新的频谱资源。毫米波由于其波长短、频带宽,可以有效地解决高速宽带无线接入面临的许多问题,因而在短距离通信中有着广泛的应用前景。 毫米波(Millimeter-Wave)是指频率在30GHZ到300GHZ范围内的电磁波,其波长为1mm-10mm,故称毫米波。毫米波最突出的优点是频带宽,其百分之一的相对带宽就可以提供数百兆乃至上千兆的可用带宽,无疑为发展多种信息业务提供了广阔的天地。和微波相比,毫米波波长短,因而其设备体积小,重量轻,机动性好。毫米波通信系统可分为室内单元和室外单元,室外单元与天线直接相连,既提高了接收灵敏度,又可省掉从铁塔到机房的波导馈线;既降低了成本,又减少了馈线衰耗。 毫米波有其特殊的传播特性,在传播过程中,受到雨、空气等的吸收,增加了传播衰耗。但是,正是由于毫米波受到较大吸收,容许相隔一定的距离采用频率复用。同时,由于其大衰耗特性,减少了系统间干扰的可能性,因此,毫米波对几米至几公里的短距离通信很适合,特别是室内办公环境。另外,毫米波以极窄的直射波束在空间传播,受杂波影响小,对尘埃等微粒穿透能力强,抗干扰能力强,系统的隐蔽性好,通信比较稳定,是未来宽带无线接入、机动通信、应急通信以及其他特殊通信系统重要的实现手段。 毫米波通信应用于移动蜂窝基站互联:随着频率的增加,毫米波所能传播的距离减小,21GHZ的无线电波能传播24公里,而60GHZ的毫米波大约只能传播0.8公里。因此,毫米波链路常被称为“短距离”链路。它适于移动蜂窝基站互联,因为蜂窝基站之间的距离平均低于10公里。正是由于毫米波在传播中受到较大衰耗,容许相隔一定距离再次利用同一频率,激励了毫米波市场的迅速增长。蜂窝系统利用毫米波链路可进行基站、基站控制器、基站移动业务交换中心的互联。另外,由于毫米波系统容量可由软件来动态调整(2E1-16E1),因此一条毫米波链路适合多种互联需要,当蜂窝基站中用户量增加时,只需用软件选择高容量进行平滑升级,不用替换整个电路,保护了用户的投资。 毫米波通信应用于A TM和帧中继:由于计算机的普及和计算机局域网的迅速发
毫米波通信系统的LOS MIMO预编码技术研究
目录 摘要 ............................................................................................................................... I Abstract ............................................................................................................................. I I 第1章绪论 .. (1) 1.1 课题背景及研究的目的和意义 (1) 1.2 毫米波通信系统的研究现状 (3) 1.2.1 毫米波的传输特性及优点 (3) 1.2.2 毫米波通信的发展及应用 (3) 1.3 多入多出系统预编码研究现状 (5) 1.3.2 多入多出预编码国内研究现状 (5) 1.3.1 多入多出预编码国外研究现状 (5) 1.3.3 多入多出预编码国内外研究现状简析 (7) 1.4 本文的主要研究内容及结构安排 (8) 第2章毫米波LOS MIMO信道模型 (10) 2.1 信道和信号模型 (10) 2.1.1 MIMO信道模型 (10) 2.1.2 LOS MIMO信道模型 (11) 2.2 信道容量 (13) 2.2.1线阵列天线下信道容量对比 (15) 2.2.2 均匀圆阵列天线下信道容量对比 (16) 2.3 天线间距对信道容量的影响 (17) 2.4 预编码技术 (19) 2.5 本章小结 (23) 第3章LOS MIMO单用户预编码算法研究 (24) 3.1 信道和数学模型 (24) 3.2 传统单用户预编码算法 (26) 3.2.1 基于迫零准则(ZF)的预编码算法 (26) 3.2.2 基于最小均方误差(MMSE)的预编码算法 (26) 3.2.3 基于SVD分解的预编码算法 (27) 3.3 传统预编码算法在LOS MIMO下分析对比 (28) 3.4 LOS MIMO单用户改进预编码算法 (29)
毫米波通信课程设计
毫米波通信技术 课程设计 名称：地月毫米波通信系统总体设计姓名：钱世杰 学号：SC10023107 系别：电子科学与技术系
摘要 通信系统是维系人类和航天器的纽带，是进行宇宙探索活动必不可少的环节。航天通信系统的基本要求是高可靠性，同时又希望能将数据及时传输回来。 毫米波通信具有波长极短、穿透电离层的透射特性、频带宽等特点，适合用于地月之间的通信，适应大容量数据传输的需要。 本文针对地月通信信道的一些特点，从频谱选择、调制方式选择、信道编码、链路预算、天线技术、通信协议作了总体规划，设计了一个针对大容量图像数据快速回传的地月毫米波通信系统。 关键字：毫米波通信、地月探测、深空探测、嫦娥工程
目录 一、引言 (1) 二、我国月球探测现状 (1) 2.1一期工程 (1) 2.2二期工程 (1) 2.3三期工程 (2) 三、地月通信的特点 (3) 3.1 通信距离远，信号衰减大 (3) 3.2 通信单程延时增加，无法实时通信 (3) 3.3 无法对航天器进行连续的观测 (3) 3.4 提高测量精度有很大难度 (3) 四、设计过程 (4) 4.1系统构成和总体要求 (4) 4.2遥测数据信源 (5) 4.3频段选择 (5) 4.4链路预算 (7) 4.5天线技术 (8) 4.6高效调制方式 (9) 4.7信道编码方式 (9) 4.8通信协议 (10) 五、结束语 (12) 六、参考文献 (13)
一、引言 进入21世纪以来，我们对探索宇宙，发展空间技术的热情高涨。美国发射了勇气号和机遇号火星车登陆火星，“卡西尼”号飞船成功进入土星轨道并且释放惠更斯号探测器。深空探测越来越成为全球关注的焦点。 我国的月球探测规划是上世纪90年代开始提出的，当时成立了“863月球探测课题组”进行研究论证。 通信系统是维系人类和航天器的纽带，是进行宇宙探索活动必不可少的环节。航天通信系统的基本要求是高可靠性，同时又希望能将数据及时传输回来。然而，由于地月之间距离遥远，传输数据缓慢，导致采集到的图像信息，不能及时有效地回传到地面。嫦娥一号和二号都是，先在航天器内部存储图像数据，然后再发送回来。 由于遥控数据量小，控制方便，本文重点关注遥测数据的传输可靠性和有效性问题，提高传输速度。