60GHz频段短距离无线通信系统物理层关键技术研究

60GHz 频段是宽度达7GHz的无需申请频段，特别是目前60GHz频段 CMOS电路的成功研制为在这一频段的短距离、高速数据无线通信的应用提供了强力支持。由于60GHz频段射频电路的特点以及60GHz信号传播特性的影响，在该频段实现超高速率（数Gbps）信号传输将面临很多困难，包括电路非线性特性对性能的影响、射频放大器输出功率的限制、路径传播损失、接收机对ADC的苛刻要求等。. 本项目提出适合60GHz频段的系统物理层设计方案，深入研究功率放大器的相位噪声和非线性特性对不同调制信号的性能影响；深入研究阵列天线设计和波束成形算法，提高系统传输能力和链路强壮性；此外，将研究适合60GHz 频段的具体的混合信号处理方法，降低接收机设计对ADC的需求，这对于整个接收机的设计有非常重要的作用。. 以上是60GHz短距离高速通信面临的主要问题，这些问题的解决将有利于推动这个免费频段的广泛应用。

本项目针对60GHz 频段高速率、短距离通信的需求，研究相关的关键技术，取得了相应的研究成果，包括：. 物理层链路。设计了基于单载波分块传输的60GHz 频段的系统物理层方案，搭建了60GHz频段通信的物理层完整链路，该链路的搭建为进一步的研究工作提供了重要的平台，各种关键算法在该物理层平台上进行验证和测试。. 信道估计技术。本项目设计的前导码中的CES由 个连续的UW组成，其中整数 是数据块长度与其CP长度的比值，该设计的信道估计只需估计少量参数，把由相位噪声引起的公共相位误差（CPE）和信道频率响应（CFR）看成一个整体信道，对该信道进行估计和跟踪。. 同步技术。在采样定时同步中，使用改进的Gardner误差检测算法，获得最佳采样点，并选择最佳样本。在符号/帧定时同步中，采用基于前导码的滑动相关算法，首先利用帧同步序列（FTS）进行粗同步，跟踪最强径；然后利用信道估计序列（CES）进行细同步，找到第一条有效径。.射频器件的相位噪声抑制是60GHz频段通信面临的重要问题。提出了基于单载波频域均衡（SC-FDE）的60GHz频段通信系统中一种低复杂度信道估计下的相位噪声抑制算法，仿真结果与分析表明：在改善性能相当的情况下，本项目所提出的方法具有更低的复杂度。. I/Q不平衡的消除算法。采用通用I/Q不平衡估计方法正是利用了Golay序列的这些性质对I/Q不平衡的微小量进行估计和补偿。IEEE 802.11ad标准中的信道估计序列（CES）正是使用了Golay序列，能在不改变帧结构的情况下补偿I/Q不平衡。. 60GHz 频段的波束成形算法。利用相邻子载波之间的相关性、一阶扰动补偿（FOPC）和传统的特征值分解(SVD)，获得每个子载波单元块的波束成形矢量或者预编码矩阵；此外，以最优波束成形算法和波束选择算法为基础，提出了混合波束成形算法，与波束选择算法相比，性能得以提升。. 60GHz 频段网络的干扰对齐方案。在已经实施干扰对齐的多天线干扰网络中，为了使新的干扰网络既使用相同的频谱资源又不能影响其他原已对齐的干扰网络，该文提出一种不同网络之间干扰对齐的迭代算法，使所有用户都能同时进行无干扰的通信。. 在进行以上关键技术研究的同时，本项目发表（录用）的学术论文共6篇，申请专利共3项,完成了项目预期的目标。