一文详解毫米波MIMO雷达信号处理技术

2023-07-10

5G关键技术-毫米波

•启局波长在1到10毫米之间的电磁波,通常对应于30GHz至300GHz之间的无线电频谱

•该术语通常对应于38、60以及94GHz附近的几个频带

•美国联邦通信委员会早在2015年就已经率先规划了28GHz、37GHz、39Ghz和64-71Ghz四个频段为美国5G毫米波推荐频段。这个几个频带适合长距离通讯返伏,不像60GHz必须承受约20dB/km的氧气吸收损耗,信号损耗较大(大气传播损失通常以每公里传播的分贝(dB)损失来进行定义)。这些频率也能在多路径环境中顺利运作,并且能用于非可视距离(NLoS)通讯。透过高定向天线搭配波束成形与波束追踪功能,毫米波便能提供稳定且高度安悄世让全的连结。

•3GPP决定5G NR继续使用OFDM技术,因此相对于4G,5G并没有颠覆式创新。毫米波是5G最大的“新意”。5G其它新技术的引入,比如massive

MIMO、新的numerology(子载波间隔等)、LDPC/Polar码等等,都与毫米波密切相关,都是为了让OFDM技术能更好地扩展到毫米波段。

•5G 也可以被称为“扩展到毫米波的增强型4G”或者“扩展到毫米波的增强型LTE”。

• 随着移动通信的飞速发展,30GHz之内的频率资源几乎被用完了

由频率、波长、天线的关系,可以看到, 频率约高、波长越短、天线越短 。因此就又了毫米波

•是可用的大量频谱带宽。以往,基于sub 6GHz频段的4GLTE蜂窝系统可以使用的最大带宽是100MHz,数据速率不超过1Gbps。而在毫米波频段,移动应用可以使用的最大带宽是400MHz,数据速率高达10Gbps甚至更多

•其次,毫米波波束窄,方向性好,有极高的空间分辨力。这一特性使得运营商可以部署紧邻的多个独立链接而不会互相干扰,毫米波非常适用于网络拓扑,例如点对点网格,密集的轮辐和环形

•对沙尘和烟雾具有很强的穿透性,原件尺寸小,探测能力强,安全保密高,许可证价格低廉

•传播损耗太,传输距离短(尤其是降雨时),器件加工精度要求高

雷达信号处理是电子类吗

雷达信号处理是电子类的。雷达信号处理是电子信息类专业的重要研究领域,在普通类大学一般放在电子信笑指袜息类下的电子信息工程、电子信息科学与技术等专业招生,主要研究民用领域逗凳来自的雷达信号处碰激理。

Massive MIMO技术到底是个什么鬼

4G技术:
4G技术又称IMT-Advanced技术。 准4G标准,是业内对TD技术向4G的最新进展的TD-LTE-Advanced称谓。

4G核心技术:
4G通信系统的这些特点,决定了它将采用一些不同于3G的技术。对于4G中将使用的核心技术,业界并没有太大的分歧。总结起来,有以下几种。

1.正交频分复用(OFDM)技术
OFDM是一种无线环境下的高速传输技术,其主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道,在每个子信道上使用一个子载波进行调制,各子载波并行传输。尽管总的信道是非平坦的,即具有频率选择性,但是每个子信道是相对平坦的,在每个子信道上进行的是窄带传输,信号带宽小于信道的相应带宽。OFDM技术的优点是可以消除或减小信号波形间的干扰,对多径衰落和多普勒频移不敏感,提高了频谱利用率,可实现低成本的单波段接收机。

2.无线电
无线电的基本思想是把尽可能多的无线及个人通信功能通过可编程来实现,使其成为一种多工作频段、多工作模式、多信号传输与处理的无线电系统。也可以说,是一种用来实现物理层连接的无线通信方式。

3.智能天线技术
智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能,是未来移动通信的关键技术。智能天线应用数字信号处理技术,产生空间定向波束,使天线主波束对准用户信号到达方向,旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向,达到充分利用移动用户信号并消除或抑制干扰信号的目的。这种技术既能改善信号质量又能增加传输容量。

4.多输入多输出(MIMO)技术
MIMO技术是指利用多发射、多接收天线进行空间分集的技术,它采用的是分立式多天线,能够有效地将通信链路分解成为许多并行的子信道,从而大大提高容量。信息论已经证明,当不同的接收天线和不同的发射天线之间互不相关时,MIMO系统能够很好地提高系统的抗衰落和噪声性能,从而获得巨大的容量。在功率带宽受限的无线信道中,MIMO技术是实现高数据速率、提高系统容量、提高传输质量的空间分集技术。

5.基于IP的核心网
4G移动通信系统的核心网是一个基于全IP的网络,可以实现不同网络间的无缝互联。核心网独立于各种具体的无线接入方案,能提供端到端的IP业务,能同已有的核心网和PSTN兼容。核心网具有开放的结构,能允许各种空中接口接入核心网;同时核心网能把业务、控制和传输等分开。采用IP后,所采用的无线接入方式和协议与核心网络(CN)协议、链路层是分离独立的。IP与多种无线接入协议相兼容,因此在设计核心网络时具有很大的灵活性,不需要考虑无线接入究竟采用何种方式和协议。

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