漏泄电缆的群信道的相关性及其MIMO系统综合性能的研究

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基本信息

  • 批准号：
    61871261
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    郑国莘
  • 依托单位：
    上海大学
  • 学科分类：
    F0103.通信理论与系统
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The MIMO system which using leaky cable as transmission medium become a new issue in the 4G and future 5G metro communication projects. Formed by longitudinal source feeding and transverse radiation due to series slots, leaky cable based MIMO channel is different from the conventional point source antenna channel, and is also different from the massive MIMO antenna array, and presents some special phenomena, named as “group channel”, which is not yet theoretically analyzed in a system way. Thus by using electromagnetic theory and communication channel analytical methods, this project will study the basic principles of leaky cable MIMO system as followings: 1) Leaky cable slots channel correlation will be designed by mode theory. 2) Mutual coupling effect between 2 leaky cables will be analyzed. 3) MIMO performance and channel correlation of single cable with doubly ports feeding will be analyzed. 4) MIMO performance and channel correlation of multi-cable group channels will be analyzed. 5) Influence by typical subway tunnel environment on the leaky cable MIMO will be studied. The research will expand the theory of MIMO communications and the principles of leaky cable design, which is of great significance to the large-scale subway construction projects.
采用漏泄电缆作为传输介质的MIMO系统成为城市轨道交通4G以及未来5G通信工程的新课题。漏缆由纵向馈电横向系列槽孔辐射形成的MIMO信道不同于常规MIMO系统中的点源天线信道，也不同于大规模 MIMO天线阵的信道，呈现了“群信道”在相关性方面的一些特殊现象，现有的漏缆通信设计多关注于场强覆盖的需求，未考虑这种特殊信道的相关性以及由此组成的MIMO系统的容量等。为此本课题将综合运用电磁场辐射与通信信道的分析方法，研究：1）漏缆槽孔信道相关性的模态理论设计。2）漏缆之间群信道互耦效应分析。3）单缆双馈群信道的相关性与MIMO系统的性能分析。4）多缆群信道的相关性与MIMO系统的性能分析。5）典型地铁隧道环境对漏缆MIMO系统性能的影响。本课题将探索MIMO通信需求的漏缆传输设计理论，并对大规模地铁工程建设有指导意义。

结项摘要

围绕漏泄电缆的群信道的相关性及其MIMO系统综合性能的研究课题，从2019年1月到2022年12月间顺利完成了预定的研究计划。针对下一代无线通信采用漏泄同轴电缆(漏缆)组成 MIMO 信道开展理论研究，给出轨道交通隧道等特殊空间中由漏缆组成的MIMO 无线通信系统综合性能预测原理。针对地铁隧道移动场景多频段三维非平稳信道开展研究，获得时变自相关函数、时变多普勒功率谱密度和时变空间相关函数等时域、频域和空域的统计特性，提取隧道MIMO的信道统计特性。针对地铁工程的5G无线通信测试开展创新研究，对地铁4G5G信道开展测试，获取特殊空间无线通信的信道特性。研究的科学意义在于发现隧道场景下Massive MIMO信道矩阵的稀疏特性，应用前景在于地铁隧道无须追求大规模MIMO,也可以保留较大的容量，对提高地铁工程的技术经济性能有指导意义。无线信道测试突破了AD速率的限制，为更高频率的信道高精度测试提供了理论依据。可以应用于5G6G新一代毫米波无线通信信道检测。

项目成果

期刊论文数量（14）
专著数量（0）
科研奖励数量（2）
会议论文数量（0）
专利数量（8）
Delay Testing Method for Off-Site Asynchronous LTE Networks Based on Singular Value Removal
基于奇异值去除的异地异步LTE网络时延测试方法
  • DOI：
    10.1155/2020/4043534
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Journal of Computer Networks and Communications
  • 影响因子：
    2
  • 作者：
    Shuangshuang Ni;Ke Cui;Kai Zhang;Guoxin Zheng
  • 通讯作者：
    Guoxin Zheng
Terahertz MIMO communication performance analysis in exponentiated Weibull turbulence with pointing errors
具有指向误差的指数威布尔湍流中的太赫兹 MIMO 通信性能分析
  • DOI：
    10.1364/ao.427338
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Applied Optics
  • 影响因子：
    1.9
  • 作者：
    Lei Cang;Heng-Kai Zhao;Hong Liu;Wen-Li Ji;Yong-Bing Wan;Kai Zhang;Guoxin Zheng
  • 通讯作者：
    Guoxin Zheng
Ultra-High Mobility Analysis of MIMO Wireless System in Tunnel Scenarios
隧道场景下MIMO无线系统超高移动性分析
  • DOI：
    10.1109/lcomm.2021.3129859
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    IEEE Communications Letters
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Sirou Wang;Hengkai Zhao;Guoxin Zheng;Fangqi Zhang;Asad Saleem;Kai Zhang;Lei Cang
  • 通讯作者：
    Lei Cang
A 3D Non-Stationary Channel Model with Moving Mobile Station in Rectangular Tunnel
矩形隧道内移动移动站的3D非静止信道模型
  • DOI：
    10.1155/2019/6750153
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    International Journal of Antennas and Propagation
  • 影响因子：
    1.5
  • 作者：
    Zhicheng Ren;Fangqi Zhang;Guoxin Zheng;Asad Saleem;Ke Guan
  • 通讯作者：
    Ke Guan
Experimental Investigation of Millimeter-Wave MIMO Channel Characteristics in Tunnel
隧道中毫米波MIMO信道特性的实验研究
  • DOI：
    10.1109/access.2019.2932576
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    IEEE Access
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Liu Xi;Yin Xiaoyu;Zheng Guoxin
  • 通讯作者：
    Zheng Guoxin

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其他文献

递减候选集正则化子空间追踪算法
  • DOI：
    10.13195/j.kzyjc.2016.0077
  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    田金鹏;刘小娟;郑国莘
  • 通讯作者：
    郑国莘
稳定大气环境边界层微波折射率结构常数建模
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王轶凡;赵恒凯;王晓飞;郑国莘
  • 通讯作者：
    郑国莘
基于漏缆传输的CBTC无线通信系统
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    城市轨道交通研究
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    朱翔;纪文莉;张志平;郑国莘
  • 通讯作者：
    郑国莘
稳定大气环境边界层微波折射率结构常数建模
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    电子测量技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王轶凡;赵恒凯;王晓飞;郑国莘
  • 通讯作者：
    郑国莘
一种变步长稀疏度自适应子空间追踪算法
  • DOI：
    10.16383/j.aas.2016.c150801
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    自动化学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    田金鹏;刘小娟;郑国莘
  • 通讯作者：
    郑国莘

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车车信道的非平稳时频分析以及短时延半实物信道仿真
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    61571282
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    2011
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    60872021
  • 批准年份：
    2008
  • 资助金额：
    30.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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