信道建模

摘要： 人体通信(HBC)技术是利用人体组织为媒介进行通信的新方式,医疗设备使用HBC方式比传统无线通讯在能耗与辐射上更具优势。为研究HBC方式下信道特性与通信性能,文章研究信号在多种身高人体模型下的路径衰减特性;对比了两种调制方式下的信道误码率;在冲激响应模型中,通过功率延迟分布分析多径规律,并使用均方根时延扩展验证该模型。通过分析路径损耗衰减特性得出多个模型下的阴影效应均值,人体信道的阴影效应导致了系统性能下降;对比FSK和PSK调制对信道误码率的影响,PSK调制更适合体表信道;通过分析多径特性,多个模型下的平均信道多径数量约16条,且前4径占据大部分能量;电磁分析下的链路特性和建模结果十分接近,验证了模型的正确性。该研究为体域网体表链路中医疗设备接收机的设计提供了理论支持。

摘要： 随着“海洋强国”战略的推进,水下无线通信的需求愈加迫切。传统水声通信无法满足日益增长的水下数据高速传输需求,水下无线光通信凭借其高速率、高保密和低成本等优势,成为水下无线通信的研究热点。从水下无线光通信的传播特性和应用场景出发,概述了水下无线光通信的理论信道模型、编码调制技术和最新实验进展,并结合深海环境和6G愿景,展望了水下无线光通信多输入多输出技术、弱光信号检测技术和水下通感一体化技术的发展方向及相应挑战。

摘要： 构建空天地一体化信息网络是第六代通信系统(the Sixth Generation,6G)的重要目标,无线光通信相较于射频(Radio Frequency,RF)通信技术具有容量大、速率高、抗干扰能力强等优势,已成为建立全球无缝覆盖空间网络的重要技术.本文综述了基于自由空间光通信(Free Space Optical Communication,FSOC)的空天地一体化网络国内外建设及相关标准化现状,相较于现有综述文献,涵盖了更多最新研究工作,并针对物理层和上层指出一体化FSOC网络设计需要关注的重要因素,对大气信道建模、“捕获、瞄准和跟踪”(Acquisition Pointing and Tracking,APT)、拓扑控制、路由、资源分配、可靠传输协议、微波协作传输几种重要通信技术进行总结和分析,并指出其未来发展趋势和面临的挑战.

摘要： 为提升无线信道测量系统测量和建模效率,研究满足5G毫米波频段的自动化信道测量与智能建模技术,研发通过上位机对各子系统进行自动化测量和智能建模的原型系统。该系统中解决对不同频率的路径损耗、阴影衰落、角度扩展等信道参数的自动化测量控制关键技术,形成一种利用人工神经网络的智能建模方法。实测结果表明,该系统在归一化喇叭天线方向图测量上与DAMS7000同角度的平均测量误差小于0.07;在24GHz和28GHz实际走廊环境信道测量中,系统能根据设置自动完成测量,使用BP神经网络智能地给出环境中LOS和NLOS区域的CI、FI、ABG模型的建模结果。

摘要： 场强预测是评估和衡量GSM-R系统通信质量的一种重要手段,准确高效的场强预测对信道建模提出了更高的要求。本文提出利用人工神经网络中应用最广泛的误差反向传播(Back Propagation,BP)神经网络预测GSM-R系统的场强。预测结果表明:无需进行三维场景建模,利用表征非线性关系的BP网络即可实现准确的场强预测;相比于无环境特征的数据集,携带环境特征的数据集生成的预测模型精度较高、误差较低。场强预测有助于研究人员理解无线通信特性,更好地服务于GSM-R系统的规划与设计。

摘要： 深度学习是解决5G无线信道建模中参数学习问题的有效手段,但学习网络的超参数选择对网络性能的影响较大,而常规的手动调参方法往往难以达到令人满意的学习效果,为此提出一种基于卷积神经网络(CNN)的5G无线信道参数学习方法,其中CNN网络超参数采用贝叶斯优化进行自动设置。利用仿真软件Wireless InSite建立了5G无线通信室外场景数据集,针对不同信道参数设计了相应的卷积神经网络,通过实验对比分析了贝叶斯自动寻优和手动调整超参数的学习效果,结果表明本文方法优势明显。

摘要： 综述了水下光通信信道建模的研究进展,对影响水下光通信系统性能的关键信道特性进行了分类。首先,对静态海水的固有光学性质即吸收和散射的建模工作进行了总结。其次,特别分析了动态海水的折射率起伏即海洋湍流的建模工作,自底向上从起伏海水→起伏光场→起伏光信号三个方面进行归纳。最后,提出需要解决的关键问题,为下一步的研究提供参考。

摘要： 基于反向传播神经网络(back propagation neural network,BPNN)构建了一种路径损耗预测模型.通过卫星图像的红、绿、蓝(red,green and blue,RGB)通道的颜色信息来表征无线通信电波传播路径的环境特征,结合路测点与基站的距离特征构建数据集,迭代训练网络参数,以预测传播路径损耗.结果表明,对跨基站路测点的预测结果与实测数据之间的相关系数达到0.83,绝对平均误差控制在0.66 dB,标准差控制在6.65 dB,说明在缺乏某一场景的详细模型和材质参数时,本文模型也能可靠预测无线通信电波的传播路径损耗.此外,本文信道模型与传统信道建模方法多方面的对比与分析表明,本文模型在相同计算资源下可以提供和传统信道建模方法相差很小的预测结果,同时大大缩短预测所需的时间,说明本文模型对传播路径损耗做出快速预测的能力可以用于无线通信网络系统的优化.

摘要： 针对通信系统中长序列建模存在维度诅咒的问题,提出了一种基于深度卷积生成对抗网络(Deep Convolutional Generative Adversarial Networks,DCGAN)信道建模的端到端通信系统改进方案。该方案将卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)和条件生成对抗网络(Conditional Generative Adversarial Network,CGAN)结合,利用CNN与全连接层(Fully Connected Layer,FC)的局部连接特性对传输长序列的信道进行建模。通过对参数重新设计及网络结构调整,获得了适应不同调制方式和信道类型的学习网络,将其应用端到端通信系统中,作为收发机之间梯度反向传播的桥梁。仿真实验表明,改进的DCGAN能够以减小的网络规模以及计算量成功地实现长序列建模,并且表现出良好的泛化能力。此外,将建模结果运用到端到端通信系统设计中,可以获得与传统数字调制系统相近的误比特率性能。

摘要： 超大规模多天线技术(Extra-large Scale Massive Multiple-Input Multiple-Output,XL-MIMO),是5G大规模MIMO进一步向更高空间维度的扩展和延伸。随天线数目大幅增加,XL-MIMO部署呈现超大孔径阵列等新形态;其传播信道在5G大规模MIMO信道模型近场传播、空间非平稳等特性基础上,进一步呈现出用户可视区域不同等新特点,因此,需要新的模型架构对其进行描述。基于此,对文献中XL-MIMO相关的信道测量、特征分析与建模方法进行综述。从传统无线信道模型出发,对有限维MIMO、大规模MIMO、XL-MIMO共同的信道建模理论与手段、随阵列尺寸增加所表现出的信道新特性以及新特性所催生的新模型架构进行了详细阐述,对XL-MIMO信道特性下出现的挑战与机遇进行了展望,以期为未来超大规模MIMO传输设计提供重要参考。

摘要： 4G和5G信道建模和仿真是链路级和系统级仿真中必不可少的研究内容,所建立的信道模型也是4G和5G系统网络设计和规划中必需的.本报告介绍欧洲WINNER等项目MIMO信道测试系统、场景、仿真模型和信道实现的过程.同时介绍国内外关于5G信道测试和建模的最新进展,包括5G信道仿真模型的选择等.对国内从事4G和5G MIMO信道模型研究和仿真的科研人员具有一定的借鉴价值.

摘要： 本文介绍了当前MIMO OTA测试方法的几个类别,着重对基于暗室和多探头的测试方法及其原理进行了阐述,在信道建模的理论基础上提出了将空间相关性函数作为评价因子,对信道仿真器的物理通道和配置进行优化的方法.通过仿真分析了在同等物理通道数量的情况下,优化算法能够得到更大的测试区域,进而将此结论用于全环多探头方案,第一次颠覆了业界原先认为全环法最少需要8个双极化探头,即16个物理通道的信道仿真器才能进行准确测试的看法.在广播电视规划院全环法多探头暗室中,进行了信道空间相关性验证测试,以及4款不同手持终端的吞吐量测试,实测数据验证了算法的有效性:在目前3GPP和CTIA定义的UMi信道模型中,仅占用信道仿真器的8个物理通道就可以实现常规16个物理通道才能完成的双极化全环法MIMO OTA测试,且两者的吞吐量曲线相互重合。

摘要： 物理统计模型因结合物理模型和统计模型两者的优点而成为无线信道模型研究的热点,本文研究了基于射线跟踪方法和RM统计模型的物理统计模型.首先推导了这个物理统计模型,接着对该模型进行仿真,仿真过程包括射线跟踪、计算统计参数和分析信道衰落特性三个过程.通过研究可知,由于采用RM统计模型而使得该物理模型可以使用于不同的无线传播环境,而射线跟踪法的使用提高了信道建模的精确性.

摘要： 可见光通信技术兼具照明与通信的功能,搭建基于装甲车的可见光通信系统将对未来作战会产生深远影响,本文对装甲车内可见光通信信道进行了建模,搭建了漫射链路系统模型,讨论了影响光通信性能的噪声模型,分析了车内接收机平面的光功率分布,结果显示漫射链路可以有效提高系统通信质量,适合装甲车内的可见光通信,最后在实验室环境下测试了直射链路的接受光功率分布,验证了仿真的正确性.

摘要： 本报告将系统地介绍面向5G系统空中接口的大规模协作无线传输技术.从5G的发展现状及基本需求出发,分别针对大规模协作无线传输技术涉及的大规模MIMO和密集分布式无线通信,介绍系统设计所需的信道建模和信道信息获取技术、空分多址传输技术、链路自适应传输技术、高性能接收技术和多用户调度技术等.以此为基础,进一步分析5G在网络系统结构以及组网技术等方面正在进行的新变革及挑战.

摘要： 基于低频纵波在钻柱内传播的波动方程,应用有限差分法和传递矩阵法对周期性管结构钻柱信道进行了建模.针对两种建模方法求解的信道内单位脉冲激励下不同频谱响应,分析了声传输信号的接收特性.在此基础上,探讨了有限差分算法引入的频散误差及其对声信号传输特性的影响规律.数值仿真结果表明,两种建模方法均能获得基本一致的梳状滤波器频谱响应特征;但有限差分法的求解结果受差分步长影响明显,导致信道特性产生偏差,而传递矩阵法更适于不规则的较长的复杂信道建模分析.

摘要： 针对多阶光存储信道中可能存在连续突发噪声的特点，本文引入状态分割Markov模型(Fritchman模型)分析多阶光存储信道，并提出了一种信道模型参数求解方法。该方法利用实测数据对Fritchman模型的统计特性进行拟合并列出方程求解模型参数。为了将信道的传输模型应用至信道的纠错码研究中，本文还提出了解决信道的四阶传输符号(2bits)与RS纠错码编译码的256阶群码元(8bits)大小不同这一矛盾的方法。通过对实际光存储信道建立了Fritchman模型并计算相关统计特性，我们证明了该方法不仅可以有效地描述信道，也适用于信道的纠错码研究。

摘要： 本文基于39GHz户外微蜂窝场景实测数据的基础,开展了毫米波段路径损耗、阴影衰落和大尺度参数的建模方法的研究.介绍了改进优化的分簇算法与莱斯因子计算方法,在基于优化的分簇算法上提取了簇参数,包括簇内角度扩展、簇内时延扩展以及簇的数目,并对其进行了对比研究.结果表明,在视距径下,方向性路损和全向路损在固定截距和浮动截距两种拟合方式下与自由空间路损模型接近.视距径与非视距径的簇参数差别较小,且簇的个数较6GHz下的频段更少.本文所建模型和参数为5G毫米波39GHz候选频段信道仿真和系统设计提供了重要的有用信息.

摘要： 本文基于39GHz户外微蜂窝场景实测数据的基础,开展了毫米波段路径损耗、阴影衰落和大尺度参数的建模方法的研究.介绍了改进优化的分簇算法与莱斯因子计算方法,在基于优化的分簇算法上提取了簇参数,包括簇内角度扩展、簇内时延扩展以及簇的数目,并对其进行了对比研究.结果表明,在视距径下,方向性路损和全向路损在固定截距和浮动截距两种拟合方式下与自由空间路损模型接近.视距径与非视距径的簇参数差别较小,且簇的个数较6GHz下的频段更少.本文所建模型和参数为5G毫米波39GHz候选频段信道仿真和系统设计提供了重要的有用信息.

摘要： 本文基于39GHz户外微蜂窝场景实测数据的基础,开展了毫米波段路径损耗、阴影衰落和大尺度参数的建模方法的研究.介绍了改进优化的分簇算法与莱斯因子计算方法,在基于优化的分簇算法上提取了簇参数,包括簇内角度扩展、簇内时延扩展以及簇的数目,并对其进行了对比研究.结果表明,在视距径下,方向性路损和全向路损在固定截距和浮动截距两种拟合方式下与自由空间路损模型接近.视距径与非视距径的簇参数差别较小,且簇的个数较6GHz下的频段更少.本文所建模型和参数为5G毫米波39GHz候选频段信道仿真和系统设计提供了重要的有用信息.

摘要： 本发明的一个技术方案是提供了一种面向无线三维信道的用户级信道空域特征建模方法，其特征在于：构建双向变换框架以实现信道空域特征和信道频域特征的互相转换。本发明的另一个技术方案是提供了一种利用用户的空间特征来粗略计算小区间干扰的方法。本发明设计了新的空间特征和频率特征，并且通过两个离线训练神经网络(NN)建立了空间域与频域双向信号变换的新框架。本发明提供的方法能以较低的代价连续获得基站与用户之间的信道状态和用户接收射线的离开角与到达角等空域信息，获得用户之间的干扰特征，很大程度上降低这二者获取时所需要的开销，以减少系统的处理开销和复杂度。

摘要： 本发明的一个技术方案是提供了一种面向无线三维信道的用户级信道空域特征建模方法，其特征在于：构建双向变换框架以实现信道空域特征和信道频域特征的互相转换。本发明的另一个技术方案是提供了一种利用用户的空间特征来粗略计算小区间干扰的方法。本发明设计了新的空间特征和频率特征，并且通过两个离线训练神经网络(NN)建立了空间域与频域双向信号变换的新框架。本发明提供的方法能以较低的代价连续获得基站与用户之间的信道状态和用户接收射线的离开角与到达角等空域信息，获得用户之间的干扰特征，很大程度上降低这二者获取时所需要的开销，以减少系统的处理开销和复杂度。

摘要： 本发明涉及估计用于信道建模的大尺度参数的信道探测测试设备和方法。本发明描述了一种使用信道模型和场景特定传播参数的信道探测设备，所述场景特定传播参数通过在代表性环境中可比较的信道测量进行验证。

摘要： 本发明公开了一种平流层毫米波基站对地信道建模方法及其建模系统。本方法通过计算基站通信的空间段对地面接收端的用户信道的天气影响，以将空间段的空间天气条件对平流层毫米波信号的影响建模成高斯分布模型；通过计算地面段对用户信道的地面环境影响，以将地面段的地面环境对平流层毫米波信号的影响建模成三状态一阶Markov模型；通过计算基站通信信道模型中的联合影响，以联合天气条件和接收端所处地面环境引起的多径衰落及阴影衰落对信道的影响对信进行建模。本发明能准确模拟出平流层毫米波信号对地通信时的实际传输过程中受到的各类因素的影响，适用于各类天气和环境条件下的建模工作，可为平流层毫米波通信系统仿真工作和实际系统部署提供参考。

摘要： 本发明公开了天波大规模MIMO‑OFDM三重波束基信道建模及信道信息获取相关方法与系统。本发明所建立的三重波束基统计信道模型中，空间‑频率‑时间域信道矢量表示为三重波束矩阵与三重波束域信道矢量的乘积；三重波束矩阵由基站选定的一组方向余弦、时延和多普勒频率采样点所对应的采样三重舵矢量组成，其中每一个采样三重舵矢量称为一个三重波束。基于所述三重波束基统计信道模型，基站利用统计信道信息对各用户进行分组，并分配导频序列；基站利用接收到的导频信号得到估计的三重波束域信道矢量，并根据三重波束基统计信道模型来获取导频段和数据段的空间‑频率‑时间域信道矢量。本发明进行了更为准确的信道建模，能够降低导频开销与计算复杂度。

摘要： 本发明属于无线电波技术领域，公开了一种无线体域网中动态体上信道的多径信道建模方法；所述方法包括为每一帧动作下的人体模型设置出不同极化组合下的体上信道并进行电磁仿真；根据平均功率延迟分布拟合得到功率衰减指数；根据多径参数获得各条独立路径的到达时间与路径损耗功率；计算每条路径的交叉极化鉴别率，并对其概率分布进行正态分布拟合，得到正态分布的均值；对若干帧动作下信道的第一条路径的路径损耗的概率分布进行正态分布拟合，得到正态分布的标准差；分析到达时间的路径间延迟服从的概率分布情况，拟合出最佳的概率分布模型；构建出共极化方式下和交叉极化方式的信道冲激响应；本发明可以简单高效地建立准确的多径信道模型。

摘要： 本发明实施例提供了一种5G信道模拟器信道建模方法及系统，其中方法包括：在5G信道模拟器中，利用生灭过程法获取发射端的散射体可见性集合，利用散射体可见区域法获取接收端的散射体可见性集合；根据所述发射端的散射体可见性集合和所述接收端的散射体可见性集合，获取所述5G信道模拟器中的信道模型。通过在发射端采用生灭过程法得到每个发射天线阵子散射体的可见性集合，在接收端采用散射体可见区域方法确定接收端天线阵子的散射体可见性集合。这样既可以降低单纯采用生灭过程法的复杂度，又能表现散射体可见区域法的直观几何特征。

摘要： 本发明涉及估计用于信道建模的大范围参数的信道探测测试设备和方法。本发明描述了一种使用信道模型和场景特定传播参数的信道探测设备，所述场景特定传播参数通过在代表性环境中可比较的信道测量进行验证。

摘要： 本发明属于电力线信道建模领域，尤其涉及一种结合两种电力线信道模型的电力线信道建模方法,该方法包括：采集多个影响电力线信道的参数；根据所述多个影响电力线信道的参数分别建立基于参数匹配的电力线信道模型和基于传输线理论的电力线信道模型，比较不同环境下所述两种信道模型建模方法的复杂度、模型运行时间和建模精度，选择适合特定环境下的电力线信道建模方法。本发明的技术方案有利于分析电力线信道传输特性，提高电力线载波通信质量，对于不断变化的电力线信道环境具有较强的适应性。

摘要： 本发明公开了一种基于多维信道分量功率谱密度的信道建模仿真平台，它是利用一种假设即一个信道由多个“扩散分量”组成来提出一种新的建模仿真平台。每一分量由延迟、到达方向、离开方向及多普勒频率的功率谱密度来描述。在本发明中，信道模型参数是基于对分量的功率谱密度的估计，利用空间交替广义期望最大化(SAGE)等算法从实测数据中提取的。本发明能够提高模型精确度，可广泛应用于无线传播信道的高精度测试与建模。