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微型罗特曼透镜在无线通信中的应用 Research Articles

Bao-hua SUN, Qiu-yan LIANG, Gao-nan ZHOU

《信息与电子工程前沿（英文）》 2020年第21卷第1期页码 144-158 doi: 10.1631/FITEE.1900501

摘要：罗特曼透镜是一种具有实时延迟特性、多波束性能和宽带等优点的波束成形网络，在当今无线通信系统中得到广泛应用。然而，在无线通信系统中，传统罗特曼透镜尺寸相当大，可能会影响其与基站天线的集成。介绍3种微型化罗特曼透镜技术（切比雪夫阻抗变换器、功率分配器和带能量分配槽的截断端口）设计透镜，减小端口尺寸，从而减小罗特曼透镜所占总面积。仿真和测量结果表明，该方法可实现透镜主体与馈线之间良好的阻抗匹配。利用该带能量分配槽的截断端口，可大大减小罗特曼透镜尺寸，同时不降低透镜性能或增加生产成本。此外，研究了该微型罗特曼透镜在无线通信系统中两种可能的应用。罗特曼透镜不仅可沿阵列端口提供多个相位差信号实现多波束，还可生成平顶辐射等高性能成形波束。

关键词：罗特曼透镜；微型化；多波束；波束形成器；无线通信

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面向5G多波束MIMO系统应用的基于先进LTCC封装的39 GHz双信道收发机芯片组 Aticle

余益明, 陈志林, 赵晨曦, 刘辉华, 吴韵秋, 尹文言, 康凯

《工程（英文）》 2023年第22卷第3期页码 125-140 doi: 10.1016/j.eng.2022.04.023

摘要：每个芯片包括两个可变增益变频信道，可以支持两个同时独立的波束。该芯片还集成了一个本地振荡器链和数字模块，用于多芯片的扩展和增益状态控制。收发机的单信道通信链路测试显示，对于64 次正交幅度调制（QAM），误差矢量幅度（EVM）为3.72%，频谱效率为3.25 位⋅s⁻¹⋅ Hz多波束原型，用于执行5G毫米波应用的MIMO操作。用于单流和双流传输的空中通信链路表明，多波束原型可以覆盖5~150 m的距离，具有相当的吞吐量。

关键词： 5G 多波束多输入多输出毫米波收发机无线通信

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无线信息与能量同时传输的鲁棒协作中继波束形成优化设计 None

Lu-lu ZHAO, Xing-long JIANG, Li-min LI, Guo-qiang ZENG, Hui-jie LIU

《信息与电子工程前沿（英文）》 2018年第19卷第11期页码 1432-1443 doi: 10.1631/FITEE.1601268

摘要：研究了应用于无线信息与能量同时传输的协作中继波束形成设计。基于中继节点拥有理想信道状态信息的假设，提出一种非鲁棒波束形成设计。实际中信道状态信息误差通常不可避免，为此，提出一种鲁棒波束形成设计。采用二分法和半定松弛法解决非鲁棒和鲁棒波束形成设计的非凸优化问题。由于半定松弛法的解不总是秩一的，提出一种迭代次梯度法求秩一解。仿真结果表明，在非理想信道状态信息下，所提鲁棒波束形成设计性能优于非鲁棒设计。

关键词：无线信息与能量同时传输；信道状态信息；鲁棒波束形成；半定松弛；迭代次梯度

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从太赫兹成像到太赫兹无线通信 Review

Yi Huang,Yaochun Shen,Jiayou Wang

《工程（英文）》 2023年第22卷第3期页码 106-124 doi: 10.1016/j.eng.2022.06.023

摘要：随着5G移动网络的推出，对6G无线通信的研究正在升温。据预测，太赫兹技术将被用于6G和未来的无线通信。本文回顾了太赫兹技术是如何被应用于成像和无线通信的，然后介绍和确定了该领域的最新发展，最后检查和比较了这两种应用中的常见设备和问题。本文还讨论了将太赫兹成像与无线通信整合的可能性，提出并讨论了目前面临的挑战和未来前景。结果表明，太赫兹技术是未来成像和无线通信的一项关键使能技术。

关键词：通信成像太赫兹技术无线通信

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基于子阵sin-FDA的点状波束形成研究 Research Article

Bo Wang, Jun-wei Xie, Jing Zhang, Jia-ang Ge,wb_wangbo1991@163.com

《信息与电子工程前沿（英文）》 2019年第20卷第10期页码 1429-1444 doi: 10.1631/FITEE.1800722

摘要：与PA相比，频率分集阵列（frequency diverse array，FDA）时间—距离—角度相关的波束特性，使其在抑制距离维相关干扰方面具有巨大潜力。但是，FDA发射波束方向图中固有的距离角耦合会降低输出信干噪比（signal-to-interference-plus-noise ratio，SINR）。基于对4种采用正弦频控函数发射多载频的子阵FDA及平面FDA的分析，提出一种点状波束形成方法。数值结果表明，该方法在传输能量聚焦、旁瓣抑制和阵列分辨率上优于现有的log-FDA。

关键词：频率分集阵列；子阵频率分集阵列；解耦；点状波束形成

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多目标存在的多基地MIMO组网雷达与多干扰机之间的超模干扰抑制博弈 Research Article

赫彬1,2,苏洪涛1

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年第23卷第4期页码 617-629 doi: 10.1631/FITEE.2000652

摘要：为应对新一代电子战的威胁，本文建立一种非合作对抗博弈模型，分析了多基地多入多出（MIMO）雷达与多干扰机之间的功率分配和干扰抑制问题。此外，采用自适应波束形成方法抑制互通道干扰，如干扰机到雷达的直达波干扰。为抑制这些干扰，提出一种联合功率分配和波束形成的超模博弈算法。该算法在保证最佳功率分配的同时，提高了MIMO雷达的干扰抑制能力。

关键词：超模博弈；功率分配；波束形成；多入多出雷达；多干扰机

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具有环形接收区域的微波无线能量传输发射天线口径场分布设计方法 Article

李勋, 段宝岩, 张逸群, 郭永新

《工程（英文）》 2023年第30卷第11期页码 63-74 doi: 10.1016/j.eng.2023.07.016

摘要：

本文提出了一种具有环形接收区域的微波无线能量传输发射天线口径场分布设计方法。

关键词：微波无线能量传输波束收集效率环形波束环形接收区域灰狼算法 Nelder-Mead单纯形法

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基于智能反射面辅助云无线接入网的波束成形和前传压缩设计 Research Article

张昱1,2,武学璐1,彭宏1,钟财军3,陈晓明3

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年第23卷第1期页码 31-46 doi: 10.1631/FITEE.2100307

摘要：得益于现在的中央信息处理和资源管理能力，对于智简化的第六代（6G）无线网络，云无线接入网（C-RAN）是一种很有前景的网络结构。然而，为了进一步增强云无线接入网的容量和覆盖范围，需要部署更多的无线射频拉远头（RRH）以及高保真、低延迟的前传链路，这会导致较高的实施成本。具体来说，我们考虑多天线用户通过多天线射频拉远头与基带单元（BBU）池上行通信，并且在用户和射频拉远头之间部署多个智能反射面。研究了在前传链路容量受约束情况下，对用户的发送波束成形、智能发射面的被动波束成形和前传压缩噪声的协方差矩阵进行联合优化，以在点对点或者Wyner-Ziv编码压缩下最大化上行总速率。数值仿真结果验证了在云无线接入网中部署智能反射面带来的性能增益以及所提联合设计的优势。

关键词：云无线接入网；智能反射面；传输波束成形；前传压缩

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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。偏振复用多波长信号源发射射频信号。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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基于5G车用无线通信技术网络的工业园区多层协同框架 Article

史彦军, 韩俏梅, 沈卫明, 王现斌

《工程（英文）》 2021年第7卷第6期页码 818-831 doi: 10.1016/j.eng.2020.12.021

摘要：

第五代（5G）无线通信网络有望在垂直产业转型中发挥重要的作用。在众多激动人心的5G应用中，通过车用无线通信技术（V2X）通信可更高效地执行工业园区内的物流任务。为动态协调这些功能，将采用5G切片和V2X通信技术支持的设备边云协同。随后，利用目标级联分析法对工业园区协同方案进行配置和评估。最后，通过一工业园区物流分析案例，验证了所提出协同框架的可行性。

关键词： 5G 车用无线通信技术工业园区物流设备边云协同目标级联分析

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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：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。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。当天线数目和信号带宽较小时，天线阵列响应符合窄带假设（天线单元间的基带信号时延可忽略不计），仅由空间角度决定。从通信角度而言，发射机移相器网络和空间无线信道被看作为空间多径等效信道。每个天线通道看作一条信号路径，则该等效信道是由多条等功率但具有一定时延差的信号路径组成。本质上，上述空间多径等效信道频域响应相当于模拟波束成形矢量关于天线空间采样的离散傅里叶变换。为使等效信道尽可能平坦，可以寻找一种在频域具有平坦特性的序列设计模拟波束成形加权矢量。本文提出的修正模拟波束成形方法能够有效抵抗由于波束倾斜效应产生的码间干扰。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。

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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基于特征分析和最大信干噪比波束形成器的鲁棒广义旁瓣消除器 Research Articles

Quan-dong WANG, Liang-hao GUO, Wei-yu ZHANG, Sui-ling REN, Chao YAN

《信息与电子工程前沿（英文）》 2019年第20卷第7期页码 975-987 doi: 10.1631/FITEE.1700367

摘要：将该重建方法与最大信干噪声比波束形成器结合，获得阻塞矩阵，最大限度减少信号泄漏的影响，并最大化干扰噪声功率，以进一步在最终输出中抑制噪声和干扰成分。

关键词：特征分析；干扰噪声协方差矩阵重建；最大信干噪比准则；阻塞矩阵；广义旁瓣消除器；到达方向失配

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基于调频电台非合作式双基地雷达试验系统研究

王炎

《中国工程科学》 2007年第9卷第11期页码 39-42

摘要：使用基于NLMS方法的非因果滤波器完成阵列多通道的时域均衡, 通过时域、空域联合处理，对消了比噪声强80 dB以上的直达波信号，对民航飞机的探测距离超过300 km。试验验证了该算法的实用性。

关键词：调频电台非合作式双基地雷达直达波均衡数字波束形成

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无线能量传输回复式反射波束成形中多个移动目标导频信号的区分研究 Article

Xin Wang, Long Li, Tie Jun Cui, Mingyu Lu

《工程（英文）》 2023年第30卷第11期页码 55-62 doi: 10.1016/j.eng.2023.08.010

摘要：

An experimental study is conducted on several retro-reflective beamforming schemes for wireless power transmission to multiple wireless power receivers (referred to herein as "targets"). The experimental results demonstrate that, when multiple targets broadcast continuous-wave pilot signals at respective frequencies, a retro-reflective wireless power transmitter is capable of generating multiple wireless power beams aiming at the respective targets as long as the multiple pilot signals are explicitly separated from one another by the wireless power transmitter. However, various practical complications are identified when the pilot signals of multiple targets are not appropriately differentiated from each other by the wireless power transmitter. Specifically, when multiple pilot signals are considered to be carried by the same frequency, the wireless power transmission performance becomes heavily dependent on the interaction among the pilot signals, which is highly undesirable in practice. In conclusion, it is essential for a retro-reflective wireless power transmitter to explicitly discriminate multiple targets' pilot signals among each other.

关键词： Wireless power transmission Microwave antenna array Retro-reflective beamforming Pilot signal Multiple access

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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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标题作者时间类型操作

微型罗特曼透镜在无线通信中的应用

Bao-hua SUN, Qiu-yan LIANG, Gao-nan ZHOU

期刊论文

面向5G多波束MIMO系统应用的基于先进LTCC封装的39 GHz双信道收发机芯片组

余益明, 陈志林, 赵晨曦, 刘辉华, 吴韵秋, 尹文言, 康凯

期刊论文

无线信息与能量同时传输的鲁棒协作中继波束形成优化设计

Lu-lu ZHAO, Xing-long JIANG, Li-min LI, Guo-qiang ZENG, Hui-jie LIU

期刊论文

从太赫兹成像到太赫兹无线通信