面向车-车通信智能感知的毫米波极化多天线信道建模理论研究

基本信息
批准号:61771037
项目类别:面上项目
资助金额:65.00
负责人:何睿斯
学科分类:
依托单位:北京交通大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:Gordon L. Stüber,丁建文,费丹,张北,王琦,李健之,杨汨,张煜,刘鑫
关键词:
信道建模信道理论无线信道
结项摘要

Currently, vehicular network technology is developing towards automation and intelligence. Both the number of vehicular sensors and the sensing data are increasing very fast. Millimeter wave (mmWave) polarized multiple-input multiple-output (MIMO) system is able to meet the requirements of high capacity and data rate of vehicle-to-vehicle (V2V) intelligent sensing system, and the research on V2V mmWave polarized MIMO channel modeling is the foundation of designing 5G V2V intelligent sensing system. This project focuses on modeling theory of V2V mmWave polarized MIMO channels. Firstly, the geometrical theory is used to analyze and model the effect of MIMO channel depolarization, and by using the propagation characteristics of time-variant mmWave channels, a geometrically based model for V2V mmWave polarized channel is proposed. Furthermore, the model is parameterized by using channel measurements and statistical parameter estimator. Secondly, simulation method of mmWave time-variant polarized MIMO channel is investigated, and low-complexity dynamic simulation model is proposed and validated with measurements. Finally, MIMO system performance is analyzed by using the proposed model with different polarizations, and the optimal design of MIMO array for V2V mmWave communication is proposed by considering channel depolarization. This project helps to reflect propagation characteristics of V2V mmWave polarized channels, and is able to provide theoretical supports for the development of mmWave communication based 5G vehicular intelligent sensing systems.

当前车联网技术正向着自动化、智能化的方向飞速发展,车载传感器数量和感知数据量均快速增长。毫米波极化MIMO系统可有效地满足车-车智能感知系统大容量、高效率数据传输的需求,而车-车毫米波极化MIMO信道建模研究是构建5G车-车智能感知系统的基础。本项目聚焦于车-车毫米波极化MIMO信道建模理论,首先借助几何理论开展极化MIMO信道解极化效应建模,在此基础上结合毫米波时变信道特征建立车-车毫米波极化信道几何模型,并借助信道测试数据与统计参数估计理论,对几何模型进行参数化;其次研究毫米波时变极化MIMO信道仿真方法,建立低复杂度动态仿真模型并结合测试对模型进行验证;最后基于所提出模型开展多极化条件下MIMO系统性能分析,并最终提出涵盖信道解极化特性的车-车毫米波MIMO系统最优阵列设计方案。本项目有助于揭示车-车毫米波极化信道传播特征,能为基于毫米波通信的5G车载智能感知技术的发展提供理论支撑。

项目摘要

毫米波极化MIMO系统可有效地满足车-车智能感知系统大容量、高效率数据传输的需求,而车-车毫米波极化MIMO信道建模研究是构建5G车-车智能感知系统的基础。本项目聚焦于车-车毫米波极化MIMO信道及非平稳信道建模理论,借助几何理论开展极化MIMO信道解极化效应建模,在此基础上结合毫米波时变信道特征建立车-车毫米波簇结构信道几何模型,并进一步设计了一系列高精度动态信道分簇算法;深入分析了移动性模型对车-车信道非平稳特性的影响机制,提出了基于移动性模型的车-车非平稳信道建模方法;研究了毫米波时变MIMO信道仿真方法,实现仿真中信道的空间一致性,建立低复杂度动态仿真模型并进行了验证;基于所提出模型开展了车-车通信性能分析,并基于信道特性进一步开展了车载定位技术的性能分析。相关研究揭示了车-车毫米波极化信道及非平稳信道的传播特征,为基于毫米波通信的5G车载智能感知技术的发展提供理论支撑。..本项目进展顺利,在项目支持下,发表论文32篇,包括20篇IEEE系列的本领域国际权威SCI期刊论文,并有3篇论文获国际会议最佳论文奖。出版专著5部;获授权发明专利7项;培养博士生4名,硕士生8名;获得国际无线电科学联盟古贺逸策金牌奖章、IEEE通信学会亚太地区杰出青年学者奖、中国电子学会自然科学一等奖。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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