5 g移动通信技术将会带来新的行业和社会经验,包括更高的数据速率或大容量、高带宽、安全、增加和更低的延迟。这些进展将为推进社会和企业创造新的机遇:5克将做出重大改变我们如何生活在这个世界上。
主要支持5 g技术正在开发包括小说多重存取策略,巨大的天线系统,全数字波束形成或混合波束形成,超密度网络等等。这些高级技术的实现将为设计师带来新的挑战的物理基础设施。无疑这些挑战包括天线,还有相关的微波系统和无线传播环境的描述。尽管非常活跃的5 g天线系统研究现状,包括学术和工业的努力,许多挑战仍然需要解决,或者他们需要更好的和更高效的解决方案1,2]。
5 g将支持显著更快的移动宽带速度和广泛的移动数据使用以及使物联网的全部潜力3]。从虚拟现实和自主汽车工业网络和智能城市,5 g的核心将是未来的通信。以及传统的乐队,5 g应用程序将不得不利用毫米波地区更高的频带,使更广泛的带宽和更高的数据速率。频率越高,更宽的带宽,对波束形成的需要,光束控制,多个光束重大挑战天线设计师(4]。低调的高效的天线和天线阵列,以确保可靠和抗干扰的通信是必要的,但要求增加力量,更大的带宽,高收益,和对人类的存在的不敏感用户天线和传播方面进一步复杂化。这表明需要新奇的想法和创新的解决方案在天线设计5- - - - - -7]。
这个特殊的问题收集的八篇论文关于5 g天线及其系统应用程序的各个方面。两篇论文处理建模问题,而三篇论文涉及多输入多输出(MIMO)系统预计将广泛用于未来5 g系统。另一篇论文考虑合成适当的辐射模式的一个重要问题的线性和平面天线阵列的任意几何覆盖所需的重新配置。其中一个文件处理细胞单层双频reflectarray提出了未来5 g系统。另一篇论文讨论了测向问题背景不明的非均匀噪声使用嵌套的数组,在小说gridless测向方法,提出通过协方差矩阵低秩近似。下面的段落给更多关于这些主题的阐述。
有两个文件处理5 g系统的建模问题。i s Batalha等人的论文提供了一个大规模的调查模型的频率高于6 GHz的传播渠道。建模专注于室内环境,这将是一个实现的5 g系统的重要组成部分。本文认为测量调查10 GHz定向天线在计算机房角和在学术办公楼走廊。提出了实验数据和信道模型等各种极化场景copolarizations高度差和V-V正交偏振摘要。情况下视线外的视距(LOS)和(仿真结果条件被认为是。大规模近战的引用是持续的综合分析,研究反射和衍射等传播机制。结果表明,建立的模型有一个劣质的标准差与实测数据,证明本身更重要的在室内环境中传播。
其他论文g .刘等人也认为建模和处理移动用户之间的交互,在动态运动,和波传播机制。一个人拿着手机的动作可以被认为是一个随机过程,因为用户可以改变他们的方式处理手机经常在很短的时间内。这些随机操作的手持移动会改变天线倾角角度导致各种多路径传播途径会导致接收信号强度的变化。很少有研究或常规通道模型执行调查这些特性。本文的统计特征电场之间的关系和天线倾斜角度。建模,基于三维快速射线追踪方法,认为反射和衍射事件:天线的辐射模式与任意倾角天使和包含在方法中扣除。两种不同条件下的视线外视距(LOS)和仿真结果)通路的室内环境进行了讨论。此外,基于统计分析,天线倾斜角度的半经验的概率密度函数。最后,小说统计信道模型随机天线倾角角度提出了和的各态历经信道容量进行了分析。
另外三个文件处理5 g的一个重要应用系统,文中发送和接收天线部署配置。江j·j·丁和j .调查的应用在大规模混合预编码多输入多输出(MIMO)系统。这种技术可以降低射频(RF)连锁店的数量。然而,消耗功率仍然很高由于使用大型天线阵。在本文中,作者提出了基于天线选择技术预编码方案:这个预编码方案极大地提高了系统的能源效率(EE)。首先,他们为能源效率获得一个精确的闭合表达式。他们进一步研究发射天线的数量之间的关系和能源效率的基础上,完全封闭的表达效率。一个最优值被发现。当发射天线的数量等于这个值,系统可以达到最大的EE通过使用一个适当的混合预编码方案。发射天线的天线选择算法选择建议,在选择天线的数量等于最优值。 Subsequently, design of the analog precoder based on a codebook to maximize the equivalent channel gain is presented, and then the EE can be improved by baseband digital precoding. The proposed precoding algorithm offers a compromise between spectral efficiency (SE) and EE in millimetre wave massive MIMO systems. Finally, simulation results are given to validate the theoretical analysis and show that a substantial EE gain can be obtained over the proposed precoding scheme without large performance loss.
另一篇论文为毫米波大规模MIMO-NOMA系统处理波束形成。论文的作者,江j . et al .,旨在提供一个全面的计划限制下行毫米波反馈种在MIMO非正交的多路访问(NOMA)系统。基于反馈最好的梁和梁的信道质量信息医院药学部(),用户分组到一个集群的相同或一致的最佳梁和CQI-difference的最大价值。进一步减少intercluster干扰,只有候选人集群可以加入intercluster相关性与现有集群的集群组低于阈值。基于聚类的结果,混合波束形成战略设计。改善用户体验,每个集群选择最好的梁保证速度要求较高的用户模拟波束形成的向量。数字波束形成,疲软的用户应用块对角化算法基于强大的用户的有效途径,以减少其星团内干扰。最后,一个星团内功率分配算法发展到最大化每个集群的功率差:这是有利于提高连续干扰消除(原文如此)的性能强劲的用户。仿真结果表明,该MIMO-NOMA计划提供了提供了一个高总和率比传统的正交多路访问(OMA)计划在实际条件下。
的一篇论文认为mimo - ofdm系统的实验评价rateless时空分组码(方式)。a . h . Alqahtani等人讨论的部署MIMO无线技术结合正交频分复用MIMO - ofdm)(作为下一代无线系统的一个有吸引力的技术。然而,无线连接的性能严重退化,因为各种渠道障碍导致解码失败,导致包丢失接收器。这一问题的一种解决方案是rate-less时空分组码(RSTBC)。介绍实验结果对mimo - ofdm系统性能的2×2 RSTBC作为试验台测量和现场可编程门阵列(FPGA)实现。平均误比特率(BER)性能所提出的方案进行了评价实验,并同意与仿真结果和分析上界。作者表明,RSTBC可以实现在实际场景和保证loss-prone无线通道的可靠性。
本文通过g . Buttazzoni等人认为天线阵的问题重新配置通过改变phase-only作用实现了高斯null。拟议的技术是用于5 g的应用程序。提出了一种快速合成线性迭代法和任意的几何平面天线阵列为5 g应用程序提供可重构模式。方法使一代的宽空区域形状根据高斯分布:结果与最近的测量在毫米波角分散。phase-only控制的实验方法认为从均匀兴奋数组提供的模式和励磁的迭代修改阶段。这允许简化馈电网络的数组作为衰减器不需要改变励磁大小,因此降低成本实现5 g基站和移动终端。该算法是基于连续预测的方法和依靠封闭表达式投影仪和零位置。因此允许快速计算的激发在每个迭代阶段。数值例子符合5 g毫米波标准检查的有效性提出建议的解决方案通过场景,包括线性和同心圆环阵列。
在另一篇论文中,美国使用等人介绍一个设计为单层双频reflectarray细胞用于未来5 g系统应用程序。reflectarray单元细胞操作28/38 GHz设计采用两对小型分形贴片,提供低损失(< 0.7 dB)和全阶段范围(约320°)在操作频率。双频操作通过利用分形几何是这一原则的另一个应用程序,它已被用于增加阶段范围较低阶段的斜率(8]。提出配置提供了非常小的元件间的间距和两个乐队之间的相互耦合影响可以忽略不计,从而使一个独立的两阶段优化机制所需的频段。紧凑的细胞显示了reflectarray的能力在实现固定scanned-beam和/或多波束模式,在双频操作模式:这样的5 g系统的特点是有益的和可取的。全波数值验证,在合成上执行reflectarray结构,证实了设计的有效性双频配置实现独立的辐射模式和良好的带宽,在两个设计频率。
另一篇论文考虑5 g系统中另一个重要的问题:收到电波的方向的重建。w . Tan和x冯解决测向问题的背景中未知的非均匀噪声与嵌套的数组。小说gridless测向方法提出了利用低秩协方差矩阵近似。这种方法是基于再加权核规范优化。该方法的噪声方差变量通过线性变换,消除然后协方差拟合标准是用来确定正则化参数,以确保鲁棒性。重建的低秩迭代得到的协方差矩阵就再加权核标准优化,凸的点球。然后利用搜索免费DOA估计方法进行参数估计。数值模拟的结果验证了该方法的有效性。此外,结果表明,该方法给出了更精确的DOA估计的非均匀噪声和离网情况下相比,先进的DOA估计算法。
的利益冲突
编辑们宣称他们没有利益冲突有关的出版这个特殊的问题。
确认
客人编辑团队想表达他们的感谢所有作者的兴趣选择这个特殊问题的出版物。编辑也希望扩展他们的感谢匿名评论者的仔细阅读十二手稿提交给这个特殊的问题,他们的宝贵意见,建议,和跟踪文件的修订版本。
哈利勒·h·Sayidmarie
尼尔·j·麦克尤恩
彼得s Excell
雷德a Abd-Alhameed
陈h .看到