太赫兹技术在数据通信、雷达探测、高分辨率成像等领域展现出巨大的发展潜力,但这些应用也面临着大气吸收和自由空间路径损耗导致的传输距离短的问题[1-3]。解决该问题的主要方法是增加天线增益来补偿这些损耗,但大多数高增益天线不易操控,传播角度固定,降低了系统的实用性。作为解决方案之一,太赫兹波前整形技术可以灵活地操控光束方向和波前特性,满足太赫兹系统的应用需求,例如在点对点通信系统中可以改善太赫兹光束方向性,以增加传播距离;在目标雷达系统中可以切换多光束波前特性,实现多区域检测[4,5]。在太赫兹高分辨率成像中,波前模式掩模可以切换,为系统提供更多的感知信息[6-8]。为了实现这些目标,太赫兹波前整形需要由多个通道合成,携带适当可变的相位信号。
1,2,3部门尼日利亚河口河州立大学电气工程大学。摘要:自由空间传播中有一个自由空间路线损失,这是传播路径,在发射器和接收器之间没有障碍物。这被认为是无线电波信号在自由空间传输过程中的损失。为了构建尽管有潜在问题,可以尽可能有效地发挥作用的通信系统,必须确定路径损失。路径损失也已用于无线调查工具和无线电通信来确定天线的信号强度。鉴于无线设备(包括软件和调查工具)的重要性越来越重要,现在可以全面理解无线电路径丢失的想法是有益的。为了全面了解自由空间传播路径损失及其影响的因素,本文的主要目的是模拟现象。MATLAB软件在此过程中用于生成图形,从而为路径损耗提供清晰易于理解的表示。从低6频率范围中选择了两个频率,另外两个频率来自毫波频率范围,结果表明,随着距离的增加,自由空间路径损失增加,并且频率增加,并且毫米损失较大,但可以通过天线增益来减轻损失,并遵循其他建议。关键字:频率,自由空间传播,自由空间传播路径损失,无线电波传播。
引言大规模MIMO被认为是在现代无线通信系统(如5G NR及更高版本)中实现所需数据速率、带宽和可靠性的关键技术[1][2]。在基站(BS)中使用大型天线阵列(NT>64)可以显著提高信噪比(SNR),并通过指向特定位置的窄波束实现空间分集传输[3]。这两个特性使得在24至52 GHz的较高频带上进行毫米波通信变得可行[4]。事实上,它们是克服频谱较高部分传播路径损耗增加的有效方法[5][6]。然而,由于射频(RF)链数量的增加,大量天线也意味着更严格的硬件要求,从而导致更高的功耗[5]。从这个意义上讲,提高系统能源效率(EE)已成为主要关注点和活跃研究的重点。一般而言,大规模 MIMO 系统中的 EE 可以通过降低信号处理复杂度及其相关功耗,或通过提高硬件资源利用率 1 [7] 来改善。根据这一标准,[8] 和 [9] 提出了一种联合优化时域波束控制和峰均功率比 (PAPR) 降低的方法,其中计算复杂度显著降低,同时提高了功率放大器效率。然后,
摘要 — 本文介绍了一种体积小、功耗低的毫米波相控阵接收机前端。本振 (LO) 和射频 (RF) 相移方案相结合,用于降低功耗和 RF 路径损耗。此外,在有源电路的实现中,采用了体隔离技术,以最少的级数实现更高的功率增益。该技术还用于 RF 路径移相器开关以减轻损耗。为了验证所提出的架构,采用 65 nm 体 CMOS 工艺制造了一个单元件 56 至 66 GHz 相控阵接收机前端。根据测量结果,接收机实现了 ∼ 14.85 dB 的功率增益和 5.7 dB 的最小噪声系数 (NF)。测得的平均 RMS 相位和增益误差分别为 ∼ 3.5 ◦ 和 ∼ 0.45 dB。接收器链的输入 1dB 压缩点 (P − 1dB ) 约为 − 19 dBm。完整的接收器(包括有源平衡-不平衡转换器和所需缓冲器(不包括 LO))在 1 V 电源下消耗约 50 mW 功率,不包括焊盘,占用硅片面积为 0.93 mm 2 。
I. I Tratsuction下一代网络(包括5G及以后)将需要使用动态频谱共享和功率域多次访问来处理不断增加的移动数据流量[1]。为了使这一点成为可能,我们需要开发更准确的估计无线电环境的方法,包括信号强度和拟议服务区域中的频谱可用性。路径损失信息,指示由于不同访问点(AP)而提出的服务区域中信号质量的信息是室内无线电环境中网络部署计划的重要组成部分。因此,在部署AP之前获得预测的室内路径损耗图(IPM)或接收的信号强度(RSS)图是必不可少的,因为它可以准确估算建筑物内的信号强度和覆盖范围,并有助于APS的放置。此外,精确的IPM可以启用应用程序,例如精确的室内定位[2],认知无线网络[3]和移动机器人[4]。获得准确的IPM可以是耗时且劳动密集型的过程,因为它需要在拟议的服务区域中的许多参考点(RPS)进行测量以及测试AP的安装。为了解决此问题,已经提出了各种技术,例如基于参考点上进行的测量值预测IPM的插值方法,以及在不使用RPS的情况下预测IPM的生成方法。Racko等。[5]使用无线电图生成的线性和Delaunay插值技术。通过测量指定位置的RSS,他们能够通过使用两种不同的插值方法来计算完整的RSS。
单元 -I 无线通信系统简介:移动无线电通信的发展,无线通信系统的示例 - 寻呼系统、无绳电话系统、蜂窝电话系统、常见无线通信系统的比较、蜂窝无线电和个人通信的趋势。现代无线通信系统:第二代 (2G) 蜂窝网络、第三代 (3G) 无线网络、无线本地环路 (WLL) 和 LMDS、无线局域网 (WLAN)、蓝牙和个人局域网 (PAN)。第二单元:移动无线电传播:大规模路径损耗:无线电波传播简介、自由空间传播模型、功率与电场的关系、三种基本传播机制、反射-电介质反射、布儒斯特角、完美导体反射、地面反射(双射线)模型、衍射-菲涅尔区几何、刀刃衍射模型、多重刀刃衍射、散射、室外传播模型-Longley Ryce 模型、Okumura 模型、Hata 模型、Hata 模型的 PCS 扩展、Walfisch 和 Bertoni 模型、宽带 PCS 微蜂窝模型、室内传播模型-分区损耗(同一楼层)、楼层间分区损耗、对数距离路径损耗模型、爱立信多断点模型、衰减因子模型、信号穿透建筑物、射线追踪和特定站点建模。第三单元:移动无线电传播:小规模衰落和多径小规模多径传播 - 影响小规模衰落的因素、多普勒频移、多径信道的脉冲响应模型 - 带宽与接收功率之间的关系、小规模多径测量 - 直接射频脉冲系统、扩频滑动相关器信道探测、频域信道探测、移动多径参数
自诞生以来,立方体卫星就成为了太空网络和探索领域最令人兴奋的技术,因为与同类传统卫星相比,立方体卫星的成本和复杂性更低 [1]。这使得太空任务的设计和运行周期成倍加快,也增加了人们对太空领域高风险企业的激励 [2]。这些突破为私有化太空网络时代铺平了道路,例如 SpaceX Starlink 星座 [3]。要充分释放太空网络的潜力,需要更高的数据速率和高度紧凑的设备 [4]。从这个角度来看,太赫兹 (THz) 频段(从 0.1 THz 到 10 THz)是一种巨大的频谱资源,可用于开发可用于下一代立方体卫星的无线技术 [5]。 THz 波段技术非常适合立方体卫星,因为它具有可维持极高数据速率的大型连续带宽,以及 THz 频率的亚毫米波长,这自然会产生高度紧凑的设备 [6]。然而,THz 频率下非常高的路径损耗仍然是电磁 (EM) 频谱这一部分未被充分利用的关键原因。一方面,THz 频率会因与特定频率下的某些气体分子(主要是水蒸气)的共振峰而遭受吸收损耗 [7]。尽管如此,如 [8] 中详细讨论的那样。太空中没有大气介质,因此吸收损耗减少,使 THz 波段成为卫星间通信链路的理想选择。同时,由于低地球轨道 (LEO) 内的大气存在减少,可以通过适当选择避免这些吸收峰的设计频率来减轻上行链路和下行链路期间的吸收损耗。另一方面,THz 频率的波长非常小,导致
单元 I 蜂窝概念系统设计基础:简介、频率重用、信道分配策略、切换策略 - 优先切换、实际切换考虑、干扰和系统容量 - 同信道干扰和系统容量、无线系统的信道规划、相邻信道干扰、减少干扰的功率控制、中继和服务等级、改善蜂窝系统的覆盖范围和容量 - 小区分裂、扇区划分。第二单元移动无线电传播:大规模路径损耗:无线电波传播简介、自由空间传播模型、功率与电场的关系、三种基本传播机制、反射-电介质反射、布儒斯特角、完美导体反射、地面反射(双射线)模型、衍射-菲涅尔区几何、刀刃衍射模型、多重刀刃衍射、散射、室外传播模型-Longley-Ryce 模型、Okumura 模型、Hata 模型、Hata 模型的 PCS 扩展、Walfisch 和 Bertoni 模型、宽带 PCS 微蜂窝模型、室内传播模型-分区损耗(同一楼层)、楼层间分区损耗、对数距离路径损耗模型、爱立信多断点模型、衰减因子模型、信号穿透建筑物、射线追踪和场地特定建模。第三单元移动无线电传播:小规模衰落和多径:小规模多径传播-影响小规模衰落的因素、多普勒频移、多径信道的脉冲响应模型-带宽和接收功率之间的关系、小规模多径测量-直接射频脉冲系统、扩频滑动相关器信道探测、频域信道探测、移动多径信道参数-时间弥散参数、相干带宽、多普勒扩展和相干时间、小规模衰落的类型-由于多径时间延迟扩展而导致的衰落效应、平坦衰落、频率选择性衰落、由于多普勒扩展而导致的衰落效应-快速衰落、慢速衰落、多径衰落信道的统计模型-Clarke 的平坦衰落模型、Clarke 模型中由于多普勒扩展而导致的频谱形状、Clarke 和 Gans 衰落模型的模拟、电平交叉和衰落统计、双射线瑞利衰落模型。
1. 理解蜂窝通信概念 2. 研究移动无线电传播 3. 研究无线网络不同类型的 MAC 协议 UNIT -I 蜂窝概念-系统设计基础:简介、频率重用、信道分配策略、切换策略 - 优先切换、实际切换考虑、干扰和系统容量 - 同信道干扰和系统容量、无线系统的信道规划、相邻信道干扰、减少干扰的功率控制、中继和服务等级、提高蜂窝系统的覆盖范围和容量 - 小区分裂、扇区划分。第二单元移动无线电传播:大规模路径损耗:无线电波传播简介、自由空间传播模型、功率与电场的关系、三种基本传播机制、反射-电介质反射、布儒斯特角、完美导体反射、地面反射(双射线)模型、衍射-菲涅尔区几何、刀刃衍射模型、多重刀刃衍射、散射、室外传播模型-Longley-Ryce 模型、Okumura 模型、Hata 模型、Hata 模型的 PCS 扩展、Walfisch 和 Bertoni 模型、宽带 PCS 微蜂窝模型、室内传播模型-分区损耗(同一楼层)、楼层间分区损耗、对数距离路径损耗模型、爱立信多断点模型、衰减因子模型、信号穿透建筑物、射线追踪和场地特定建模。第三单元移动无线电传播:小规模衰落和多径:小规模多径传播-影响小规模衰落的因素、多普勒频移、多径信道的脉冲响应模型-带宽和接收功率之间的关系、小规模多径测量-直接射频脉冲系统、扩频滑动相关器信道探测、频域信道探测、移动多径信道参数-时间弥散参数、相干带宽、多普勒扩展和相干时间、小规模衰落的类型-由于多径时间延迟扩展而导致的衰落效应、平坦衰落、频率选择性衰落、由于多普勒扩展而导致的衰落效应-快速衰落、慢速衰落、多径衰落信道的统计模型-Clarke 的平坦衰落模型、Clarke 模型中由于多普勒扩展而导致的频谱形状、Clarke 和 Gans 衰落模型的模拟、电平交叉和衰落统计、双射线瑞利衰落模型。第四单元均衡和分集:介绍、均衡基础知识、训练通用自适应均衡器、通信接收器中的均衡器、线性均衡器、非线性均衡器