多天線MIMO空間信道性能及波束成型研究.pdf

1、目錄目錄m要mAbstractIV符號(hào)及縮寫含義清單V第1章緒論11.1M(jìn)IMO系統(tǒng)的研究意義11.2無(wú)線MIMO技術(shù)21.2.1無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)中的MIMO通信21.2.2MIMO技術(shù)的分類31.3M(jìn)IMO系統(tǒng)的特征與研究現(xiàn)狀41.3.1M(jìn)IMO系統(tǒng)的特征41.3.2M(jìn)IMO多天線設(shè)計(jì)61.3.3已取得的研究進(jìn)展71.4M(jìn)IMO系統(tǒng)存在的問題與本文的主要丁.作81.4.1存在的問題81.4.2本文的主要工

2、作101.5本文結(jié)構(gòu)安排10第2章無(wú)線信道及MIMO無(wú)線信道122.1無(wú)線信道的特點(diǎn)及其傳播模型122.1.1大尺度衰落及其典型模型132.1.2小尺度衰落及其典型模型152.2M(jìn)IMO無(wú)線信道192.2.1信道模型192.3本章小結(jié)23第3章MIMO系統(tǒng)天線相關(guān)性及其對(duì)系統(tǒng)誤碼率的影響243.1M(jìn)IMO無(wú)線信道參數(shù)243.1.1角度功率譜243.1.2散射角度擴(kuò)展253.1.3平均到達(dá)角和平均發(fā)送角26

3、3.1.4多收發(fā)天線的配置263.1.5多普勒擴(kuò)展273.2M(jìn)IMO信道的空間相關(guān)性273.2.1均勻線性陣列283.2.2均勻圓形陣列293.2.3空間相關(guān)性的三維描述313.3天線相關(guān)性對(duì)系統(tǒng)誤碼率的影響353.3.1空間相關(guān)性對(duì)系統(tǒng)誤碼率的影響353.4仿真結(jié)果及分析373.4.1二維均勻線性陣列37摘要摘要傳統(tǒng)無(wú)線通信系統(tǒng)中所使用的單天線系統(tǒng)也稱為單輸入和單輸出（SingleInputSingleOutp

4、utSISO)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)是在發(fā)射端和接收端各使用一根天線。但是隨著無(wú)線通信中信息傳輸數(shù)據(jù)大爆炸式的增加，無(wú)線產(chǎn)品的增長(zhǎng)方式是呈指數(shù)級(jí)的，因此，頻率資源的匱乏成為制約無(wú)線通信發(fā)展的一個(gè)重大問題，為了提高頻譜的使用效率，全球無(wú)線通信專家們提出了許多解決方案，其中分集技術(shù)就是一種有效的解決方案。于是基于空間分集構(gòu)思的多輸入和多輸出（MultipleInputMultipleOutputMIMO)系統(tǒng)就產(chǎn)生了。跟傳統(tǒng)的SISO系統(tǒng)相比，MI

5、MO系統(tǒng)在發(fā)射端和接收端都采用的多根天線，Bell實(shí)驗(yàn)室的兩位學(xué)者E.Telatar和J.Foshini分別證明了MIMO系統(tǒng)與SISO系統(tǒng)相比，可以突破傳統(tǒng)香農(nóng)信道容量的瓶頸，獲得巨大的信息容量，是C.E.Shannon信道容量的推廣。本文首先介紹了M1M0技術(shù)的背景及基本概念，分析了MIMO系統(tǒng)的特征、研究進(jìn)展，以及MIMO系統(tǒng)中待解決的問題，從而引出了本文的研究工作。文章主要工作是研究了MIMO系統(tǒng)的參數(shù)，例如陣列的形狀，天線陣元

6、間的間距，到達(dá)信號(hào)的能量分布情況，角度擴(kuò)展等對(duì)M1M0系統(tǒng)空間相關(guān)性的影響，推導(dǎo)了一種高效的計(jì)算空間相關(guān)性的近似算法表達(dá)式，使得計(jì)算效率大幅提升，之后討論了在考慮俯仰角(elevationofarrivalEOA)的情況下，空間相關(guān)性的三維模型，給出了空間相關(guān)性的三維變化圖。接著利用提出的近似算法，進(jìn)一步分析天線的相關(guān)性與系統(tǒng)容量，誤碼率等因素的關(guān)系，研究結(jié)果表明：相關(guān)性對(duì)系統(tǒng)容量和誤碼率有很大的影響，相關(guān)性越大，系統(tǒng)的容量越小、誤碼率