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密集城区场景毫米波电波传播测量和分簇信道建模

张沛泽1,2,王海明1,2,洪伟1,2

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第4期页码 471-487 doi: 10.1631/FITEE.2000489

摘要：毫米波存在路径损耗大、难穿透等不利的传播特性，其覆盖范围受到很大限制。城市密集城区将是未来毫米波系统商用部署并发挥其大容量优势的主要应用场景。本文基于信道实测数据探明了在典型的密集城区场景和毫米波频段下信道多径分簇特性，为未来毫米波系统传输设计和覆盖优化提供了研究基础和实验依据。信道分簇统计建模结果表明：在密集城区场景通常存在5–8个多径散射簇，具体的簇数目与环境密切相关，多径主要由建筑物外表面的一次和二次反射及屋顶和侧边绕射引起；由于存在丰富的多径，在适当的系统配置下通过架高发射天线综上，基于大量的信道实测数据及信道分簇结果，揭示了环境散射体与多径散射簇的映射关系，文中给出反射和绕射等传播机制对信道参数的影响，并在典型频段构建了适用于城市密集城区场景的三维信道统计模型，建模结果有效弥补了最后，结合测量和建模结果，为毫米波无线通信的物理层设计提供了参考。

关键词：毫米波通信；分簇；绕射；多路通道；传播测量

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车地通信中定向毫米波传播的实证研究

刘希晨,杨霖,余代中

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第4期页码 503-516 doi: 10.1631/FITEE.2000464

摘要：随着对高速移动通信日渐增长的需求，人们迫切需要高速车载通信系统。毫米波频段由于其较广的带宽和丰富的频率资源而受到越来越多的关注。然而毫米波通信系统的设计高度依赖于各种环境下的无线信道特性；因此，有必要对不同场景下毫米波信道进行研究。现有的对于长距离传输中毫米波的通信信道特性的研究较为缺乏。本文基于信道实测数据研究了在1900米的长传输距离下41 GHz毫米波的车地通信的信道特征，为今后长距离传输下车地毫米波系统设计提供了研究基础。41 GHz毫米波通信信道收发器数字基带由模数转换器AD6688、数模转换器AD9163、两个XC7VX690T FPGA和ZYNQ7045芯片组成，在接收机的射频前端使用AD8362芯片记录RSSI值利用天线增益高的优点，毫米波探测器能够在长距离传播引起的高信号衰减后检测到毫米波信号。采用基于Golay互补序列对的时域信道测量方法完成车地场景下的信道脉冲响应(CIRs)测量。

关键词：毫米波；两径模型；均方根时延扩展；功率延迟分布；CI-TRH路径损耗模型

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基于先验信息的5G及后5G毫米波大规模多入多出车载通信信道估计 Research Articles

易钊1,邹卫霞1,2,孙学斌1

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第6期页码 777-789 doi: 10.1631/FITEE.2000515

摘要：毫米波（mmWave）被认为是5G及后5G高带宽车载通信的可行解决方案。为实现在未来车辆通信中的应用，鲁棒的毫米波车载网络非常重要。然而，一个挑战是，毫米波应在车辆或车辆到基础设施（V2I）之间提供高速和超高速数据交换。此外，由于车辆的高速移动引起毫米波信道快速变化，传统的实时信道估计方案难以实现。针对这些问题，提出一种毫米波V2I车辆通信信道估计方法。首先考虑快速运动的车辆场景，建立相应的快速时变信道数学模型。仿真结果表明，在毫米波时变车载通信系统中，该方案在归一化均方误差和和率性能上均优于传统方案。

关键词：大规模多入多出；毫米波；信道估计；车辆通信；时变

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基于偏振复用传输毫米波信号至无线接入单元圈的双工光载无线通信链路研究 None

Tayyab MEHMOOD, Hina QAYYUM, Salman GHAFOOR

《信息与电子工程前沿（英文）》 2019年第20卷第2期页码 300-306 doi: 10.1631/FITEE.1700056

摘要：提出一种光纤无线（RoF）分布式天线系统（ DAS）结构，将毫米波信号传输至4个不同的无线接入单元（RAU），RAU为环形拓扑结构。每个RAU接收下行和上行两个方向的128 Mb/s双重数据。使用远程外差检测每个RAU产生的25 GHz毫米波信号。该结构在保持良好误码率（BER）的同时提供更高覆盖率。

关键词：光纤无线电；毫米波；无线电接入单元

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朱秋明1,2,姚梦恬1,柏菲1,陈小敏1,仲伟志3,华博宇1,叶溪娟1

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第6期页码 767-776 doi: 10.1631/FITEE.2000497

摘要：提出一种通用的空地毫米波传播损耗模型。与现有传播损耗模型不同，本模型考虑了无人机高度因素，并将传播类型分为3种情况（视距、反射和绕射）。同时，提出一种结合射线追踪技术和数字地图的确定性传播损耗预测算法，并用于不同场景下生成大量数据。通过拟合分析不同场景和无人机高度下的传播损耗数据，得到与高度相关的模型参数。仿真结果表明，所提模型在低空和高空情况下都能准确预测传播损耗。相比3GPP模型和CI模型，所提模型的预测结果与射线追踪计算结果更加一致，标准偏差更小。此外，本文模型能通过仿真或测量数据进行参数调整，从而扩展到其他空地通信场景。

关键词：传播损耗；无人机对地信道；毫米波通信信道；射线追踪；高度相关

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OAM-GSM毫米波无线通信系统建模与性能分析

张琪,熊绪胜,李强,韩涛,钟祎

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第4期页码 527-547 doi: 10.1631/FITEE.2000444

摘要：在传统无线通信系统如MIMO中，空间调制、广义空间调制等调制策略被提出，以提升毫米波通信系统的传输速率，同时频率、时间等传统自由度也已被充分利用。因此，基于以上自由度很难进一步提高通信系统性能。随着无线通信系统中使用的电磁波频率逐渐升高，OAM技术也受到广泛关注。受OAM状态对信号进行编解码的思想启发，本文设计了OAM-GSM毫米波无线通信系统。与传统的广义空间调制（GSM）系统相比，OAM-GSM毫米波无线通信系统能够带来显著的性能提升，可作为未来移动网络的候选解决方案。数值结果表明，与传统GSM通信系统相比，OAM-GSM毫米波系统虽然具有更复杂的收发机制，但其信道容量和最大能量效率分别提高80%、54%。综上所述，文中设计的OAM-GSM毫米波无线通信系统具有良好性能，可作为未来移动网络的候选解决方案。

关键词：轨道角动量；广义空间调制；毫米波通信；信道容量；能量效率；误比特率

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毫米波系统中的通信定位一体化技术

杨杰1,徐靖1,李潇1,金石1,高波2,3

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第4期页码 457-470 doi: 10.1631/FITEE.2000505

摘要：本文解释了毫米波系统中的通信定位一体化技术，该技术共享同一套硬件架构和算法体系；阐述了基于超大规模天线阵列和模型驱动神经网络的通信定位一体化技术；并为定位辅助的毫米微波通信提出全面的指导。毫米波通信系统中的定位旨在基于基站或锚节点发送或接收的一组无线参考信号，估计用户设备或代理节点的位置、速度和方向以及可能的散射体。通过复用毫米波通信的基础设施来部署定位既方便又划算。基于模型的神经网络定位包括3个部分：测量模型、定位算法和神经网络。毫米波频段的电磁特性决定了毫米波通信的高方向性。传统的毫米波通信完全基于估计的CSI运行，因此要求非常频繁的波束训练和信道估计过程，以克服毫米波信号所经受的大路径损耗和高阻塞概率。因此，通过毫米波通信和定位一体化系统的高吞吐量通信和高精度定位需要额外的研究，包括硬件不理想特性、通信和定位层的交互设计、跨设备信息的融合等。

关键词：毫米波；通信定位一体化；位置辅助通信；超大规模天线阵列；可重构智能表面；人工智能；神经网络

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高通量毫米波超大规模相控阵通信系统波束倾斜效应

王志强,刘嘉伟,王军,岳光荣

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第4期页码 560-570 doi: 10.1631/FITEE.2000451

摘要：毫米波频段巨大的通信带宽，为超高速率通信传输提供了有效途径。然而，毫米波频段路径损耗严重限制了系统传输距离。使用大规模阵列天线进行波束成形提高增益，可有效补偿高路径损耗的影响。但是，在大带宽条件下，大规模阵列天线波束特性的改变将影响远距离毫米波通信系统性能。本文讨论了大规模相控阵宽带波束倾斜效应对毫米波单载波频域均衡（SC-FDE）通信系统的影响。考虑毫米波LoS-MISO系统，发射机部署大规模相控阵，接收机部署单个天线接收信号。空间无线信道假设为单径LoS信道。模拟相控阵列作用是形成空间波束指向固定方位接收机。对于毫米波通信而言，选择单载波频域均衡（SC-FDE）方案更适合实际实现。综上，在毫米波通信系统中采用大规模相控阵可以提高通信传输距离。但在大规模阵列和高宽带情况下，大规模相控阵列中的宽带波束倾斜效应会导致波束增益降低和系统码间干扰。

关键词：超大规模相控阵；毫米波；波束倾斜；Zadoff-Chu；单载波频域均衡

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毫米波调频步进雷达运动补偿方法研究

王桂丽,李兴国

《中国工程科学》 2008年第10卷第7期页码 184-187

摘要：

　毫米波调频步进（chirp-step frequency ， Chirp-SF）雷达是一种距离高分辨率雷达，但是存在严重的距离速度耦合问题

关键词：毫米波雷达调频步进多普勒运动补偿

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用于毫米波焦面阵成像系统的扩展半球介质透镜

孙忠良,窦文斌

《中国工程科学》 2000年第2卷第3期页码 42-47

摘要：

毫米波成像是近年来毫米波领域的一个研究热点，而焦面阵成像因其具有实时成像的优点更加受到重视。文中分析可用于焦面阵成像的扩展半球介质透镜。这种焦面阵成像结构将集成天线阵贴附在透镜背面接收透镜聚焦的功率，消除了集成天线工作在毫米波频段时存在的表面波对天线性能的影响，具有尺寸紧凑、损耗小的特点。采用Stmtton-Chu公式和射线追迹分析了电磁波人射到扩展半球透镜上时在其背面的场分布，即透镜的焦区场分布，以获得透镜用于焦面阵成像时的性能。为验证分析方法的正确性，对平面波垂直人射和会聚高斯束入射两种情形进行了实验验证，实验结果与理论分析吻合较好。该透镜天线还可用来消除常规集成毫米波系统中抛物面天线与集成前端之间的过渡，以降低损耗，改善系统性能，也可用于与准光系统的连接或耦合。该文结果将对上述应用提供理论指导。

关键词：毫米波天线成像扩展半球介质透镜

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改进的阈值法在毫米波目标辐射信号去噪中的应用

范庆辉,李兴国

《中国工程科学》 2008年第10卷第7期页码 153-157

摘要：

根据毫米波目标辐射信号小波变换的特征，使用非负小波系数作信号的小波系数，对于确定的阈值，令小于阈值的小波系数为零，大于阈值的小波系数减去常数a ，利用信号的方差函数推导了a 的取值方法，实验表明该方法有良好的去除毫米波目标辐射信号噪声的能力

关键词：毫米波目标辐射信号硬阈值法软阈值法均方差贝叶斯阈值

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毫米波遥控弹道修正弹拦截机动反舰导弹命中概率的仿真研究

胡荣林,李兴国

《中国工程科学》 2007年第9卷第10期页码 65-70

摘要：

提出了修正拦截流的概念，建立了舰载毫米波遥控指令弹道修正弹（MMW-RCTCM）拦截机动反舰导弹空袭流的防空射击模型。

关键词：遥控指令弹道修正弹毫米波修正拦截流反舰导弹命中概率

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高通量毫米波无线通信

洪伟1,岳光荣2,葛晓虎3,王海明1

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第4期页码 437-440 doi: 10.1631/FITEE.2120000

摘要： Electronic components face a declining performance and elevated power consumption with the increase of the signal frequency; thus, it is mandatory that new circuit structures, materials, and manufacturing processes can meet the requirements of higher throughput and robustness. In short, the evolution of existing 5G and the development of 6G standard put mmWave wireless communications against numerous challenges. The overall performance improvement of existing mmWave wireless communication systems will inevitably rely on the upgrade of components, signal processing methods, and system schemes. The evolution and innovation of channel models, components, and system design can also pave the way for new applications. In this context, the journal of Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering organized a special issue on high-throughput mmWave wireless communications. This special issue covers mmWave channel models, system designs, and components, and is intended to review the advances and future research directions in the field of mmWave wireless communication research. After rigorous review processes, 13 papers authored by researchers worldwide have been selected for this issue, including two review articles, 10 research articles, and one correspondence.

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近程毫米波合成孔径辐射计被动测距原理

王本庆,李兴国

《中国工程科学》 2010年第12卷第3期页码 95-99

摘要：

毫米波合成孔径技术利用了物体自身辐射电磁波的相位信息，采用很少阵元就能实现实时成像，但目前合成孔径技术只是限于亮温成像，缺少了目标的距离信息毫米波合成孔径被动成像可以同时得到物体辐射的亮温分布和距离分布，能够有效克服离焦引起的图像模糊，对图像的反降晰和目标识别具有重要意义。

关键词：毫米波辐射计合成孔径近程成像被动测距 BFT