摘要 —本文提出了一个新术语——波束空间复用,来替代3GPP版本中针对4G TD-LTE的多层波束成形。我们从工程和理论的角度对波束空间复用进行了系统的概述。首先,我们阐明了波束空间复用的基本理论。具体而言,我们从理论分析、信道状态信息获取和工程实施约束方面与天线空间复用进行了全面的比较。然后,我们分别从多层波束成形和大规模波束成形的角度总结了4G TD-LTE和5G新无线电(NR)中波束空间复用的关键技术和3GPP标准化。我们还提供了波束空间复用方案的系统级性能评估和来自当前商用TD-LTE网络和5G现场试验的现场结果。 4G TD-LTE 和 5G 蜂窝网络的实际部署证明了波束空间复用在实现复杂性和实际部署场景的限制内的优越性。最后,讨论了 6G 及以后波束空间复用的未来趋势,包括用于超大规模 MIMO (XL-MIMO) 的大规模波束成形、低地球轨道 (LEO) 卫星通信、数据驱动的智能大规模波束成形以及多目标空间信号处理,即联合通信和感知、定位等。
摘要 — 在 5G 新无线电 (NR) 网络等波束成形无线蜂窝系统中,波束管理 (BM) 是一项至关重要的操作。在正在大力推广的 5G NR 标准化的第二阶段(称为 5G-Advanced)中,关键组成部分是使用基于机器学习 (ML) 技术的人工智能 (AI)。选择用于 BM 的 AI/ML 作为代表性用例。本文概述了 5G-Advanced 中用于 BM 的 AI/ML。首先介绍并比较了传统的非 AI 和主要支持 AI 的 BM 框架。然后,介绍了用于 BM 的 AI/ML 的主要范围,包括提高准确性、减少开销和延迟。最后,讨论了AI/ML在BM标准化方面的关键挑战和未解决的问题,特别是AI支持的BM新协议的设计。本文为基于AI/ML的BM标准化研究提供了指导。
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ballistic missile interceptor (BMI) guanxing feixing guiji 惯性飞行轨迹 ballistic trajectory boshu zhidao daodan; 波束制 导导弹 ; Barak-1 naval SAM balake yi haijun dikong daodan “ 巴拉克 -1” 海 军地空导弹 Baruch Plan [USA] balaqi jihua [Meiguo] 巴拉奇 计划 [ 美国 ] batrachotoxin (BTX) watu 蛙 突 battery daodanlian 导弹连 Battle management command, control and communication (BMC3) zuozhan guanli zhihui, kongzhi he tongxun 作 战管理指挥、控制和通讯 battling behaviour zhandou zhuangtai 战 斗 状 态 beam rider; riding missile boshu zhidao daodan; jiashushi daodan 波束制 导导弹 ; 驾束式导弹
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6- 18GHz 频率覆盖 4GHz 瞬时带宽 16 个天线元件(线性阵列) 角度覆盖/TTD 阵列:± 45o 方位角,± 45o 仰角 相邻波束交叉:低于波束峰值 3 - 8 dB 下一个相邻波束交叉 = 低于波束峰值 20 dB 且大于最高旁瓣
无线通信技术的飞速发展极大地推动了卫星通信的发展。卫星通信具有信息传输范围广、支持多个接收机同时通信等优势。随着卫星通信技术的不断进步,人们对更高传输速度和更宽频段的需求不断增加,这增加了人们对毫米波频谱中 Ka 波段频率的兴趣。与低频段相比,Ka 波段的数据传输速率更快,而且由于其超高频特性,也易于实现超低延迟。然而,大多数 K/Ka 波段卫星距离地面终端约 35,000 公里,距离和大气条件会导致信号衰减很大。
摘要 高吞吐量卫星 (HTS) 向较小波束 (VHTS) 的演进为每 Mbps 空间段成本设定了参考标准。新的低地球轨道 (LEO) 星座正在设计中,以解决与 GEO 卫星系统相关的延迟问题并降低每 Mbps 成本。虽然低地球轨道 (LEO) 卫星星座的固有延迟要低得多,但它要求用户终端跟踪卫星并能够在不丢失数据的情况下在卫星之间切换。这些要求对用户终端提出了更高的价格(与固定的 GEO 用户终端相比),而这必须通过每 Mbps 更低的空间段成本来补偿。在本文中,我们将介绍针对宽带应用的低地球轨道 (LEO) 卫星星座的系统设计考虑因素。 1. 简介 在过去十年中,随着宽带地面和移动网络服务价格大幅下降,卫星行业必须适应才能在新的充满挑战的市场条件下生存。这一演进是通过减小用户波束的大小并在地面引入类似“蜂窝”的覆盖来实现的。随着波束增益的增加,这种方法增加了每瓦每波束的总容量。除了链路预算的改善之外,蜂窝覆盖还支持通过在波束群上进行频率重用来实现总容量的显着增加。传统的 GEO 卫星点波束覆盖地面数千公里,波束宽度约为几度。这种覆盖的性质源于广播电视服务,其中生活在同一地区的所有用户都接收相同的数据。宽带服务本质上不是共享的,成功服务的主要标准是每 Mbps 的价格。第一个 HTS 系统使用的波束尺寸为 ~0.8⁰。随着竞争宽带服务的价格持续下降,波束尺寸继续减小,降至 ~0.25⁰,如图 1 所示。这一趋势代表着十年来每 Mbps 的成本降低了一个数量级。
该图说明了如何实现这一点。当目标 (A) 首次进入雷达波束 (1) 时,开始记录每个发射脉冲的反向散射回波。随着平台继续向前移动,在目标处于波束内的整个时间内,记录每个脉冲的目标回波。一段时间后,目标离开雷达波束视野 (2) 的点决定了模拟或合成天线 (B) 的长度。远距离目标的波束最宽,照射时间会比近距离物体更长。随着地面距离的增加,波束宽度的扩大,加上目标在波束内的时间增加,相互平衡,从而使整个扫描带的分辨率保持不变。这种在整个成像扫描带上实现均匀、精细的方位角分辨率的方法称为合成孔径