mimo空間多路復(fù)用與信道建模-畢業(yè)論文外文翻譯

1、1附件附件1：外文資料翻譯譯文：外文資料翻譯譯文7mimomimo：空間多路復(fù)用與信道建模：空間多路復(fù)用與信道建模本書我們已經(jīng)看到多天線在無線通信中的幾種不同應(yīng)用。在第3章中，多天線用于提供分集增益，增益無線鏈路的可靠性，并同時研究了接受分解和發(fā)射分解，而且，接受天線還能提供功率增益。在第5章中，我們看到了如果發(fā)射機(jī)已知信道，那么多采用多幅發(fā)射天線通過發(fā)射波束成形還可以提供功率增益。在第6章中，多副發(fā)射天線用于生產(chǎn)信道波動，滿足機(jī)會通信

2、技術(shù)的需要，改方案可以解釋為機(jī)會波束成形，同時也能夠提供功率增益。這章以及接下來的幾章將研究一種利用多天線的新方法。我們將會看到在合適的信道衰落條件下，同時采用多幅發(fā)射天線和多幅接收天線可以提供用于通信的額外的空間維數(shù)并產(chǎn)生自由度增益，利用這些額外的自由度可以將若干數(shù)據(jù)流在空間上多路復(fù)用至MIMO信道中，從而帶來容量的增加：采用n副發(fā)射天線和接受天線的這類MIMO信道的容量正比于n。過去一度認(rèn)為在基站采用多幅天線的多址接入系統(tǒng)允許若干個

3、用戶同時與基站通信，多幅天線可以實(shí)現(xiàn)不同用戶信號的空間隔離。20世紀(jì)90年代中期，研究人員發(fā)現(xiàn)采用多幅發(fā)射天線和接收天線的點(diǎn)對點(diǎn)信道也會出現(xiàn)類似的效應(yīng)，即使當(dāng)發(fā)射天線相距不遠(yuǎn)時也是如此。只要散射環(huán)境足夠豐富，使得接受天線能夠?qū)碜圆煌l(fā)射天線的信號分離開，該結(jié)論就成立。我們已經(jīng)了解到了機(jī)會通信技術(shù)如何利用信道衰落，本章還會看到信道衰落對通信有益的另一例子。將機(jī)會通信與MIMO技術(shù)提供的性能增益的本質(zhì)進(jìn)行比較和對比是非常的有遠(yuǎn)見的。機(jī)會通

4、信技術(shù)主要提供功率增益，改功率增益在功率受限系統(tǒng)的低信噪比情況下相當(dāng)明顯，但在寬帶受限系統(tǒng)的高信噪比情況下則很不明顯。正如我們將看到的，MIMO技術(shù)不僅能夠提供功率增益，還可以提供自由度增益，因此，MIMO技術(shù)成為在高信噪比情況下大幅度增加容量的主要工具。MIMO通信是一個內(nèi)容非常豐富的主題，對它的研究將覆蓋本書其余章節(jié)。本章集中研究能夠?qū)崿F(xiàn)空間多路復(fù)用的物理環(huán)境的屬性，并闡明如何在MIMO統(tǒng)計信道模型中簡明扼要地俘獲這些屬性。具體分析

5、過程如下：首先通過容量分析，明確確定確定性MIMO信道多路復(fù)用容量的關(guān)鍵參數(shù)，之后介紹一系列MIMO物理信道，評估其空間多路復(fù)用性能；根據(jù)這些實(shí)例的結(jié)果，我們認(rèn)為在角域?qū)IMO信道進(jìn)行建模是非常自然地，同時討論了基于該方法的統(tǒng)計模型。本章采用的方法與第2章的方法是平行的，第2章就是從多徑無線信道的幾個理想實(shí)例著手進(jìn)行分析，從中了解了基本物理現(xiàn)象，進(jìn)而研究更適用于通信方案設(shè)計與性能分析的統(tǒng)計衰落模型。實(shí)際上，在特定的信道建模技術(shù)中，我們

6、將會看到大量的類似方法。我們貫穿始終的研究焦點(diǎn)是平坦衰落MIMO信道，但也可以直接擴(kuò)展到頻率選擇性MIMO信道，這方面的內(nèi)容會在習(xí)題中加以介紹。7.17.1確定性確定性mimomimo信道的多路復(fù)用容量信道的多路復(fù)用容量包括nt副發(fā)射天線和nt接受天線的窄帶時不變無線信道可以用一個ntnt階確定性矩陣H描述，H具有哪些決定信道空間多路復(fù)用容量的重要屬性呢？我們通過對信道容量的分析來回答這個問題。7.1.17.1.1通過奇異值分解分析容量

7、通過奇異值分解分析容量時不變信道可以表示為：y=HxHxw_37.27.2MIMOMIMO信道的物理建模信道的物理建模通過本節(jié)的內(nèi)容我們將了解到MIMO信道的空間多路復(fù)用性能對于物理環(huán)境的依賴程度，為此，我們將研究一系列理想化實(shí)例并分析騎信道矩陣的秩和條件數(shù)，這些確定性實(shí)例同時表明了下一節(jié)中討論的MIMO信道統(tǒng)計建模的常規(guī)方法。具體地講，本節(jié)的討論局限于均勻線性天線陣列，即天線一均勻的間隔分布于一條直線上，分析的細(xì)節(jié)取決于特定的天線結(jié)構(gòu)

8、，但是我們要表達(dá)的概念于此無關(guān)。7.2.17.2.1視距視距SIMOSIMO信道信道最簡單的SIMO信道只有一條視距信道（如下所示），圖中為不存在任何反射體和散射體的自由空間，并且各天線對之間僅存在直接信號路徑，天線間隔為，其中為載波波長，為歸一化接受天線間隔，即歸一化為載波波長的單位，天線陣列的尺寸比發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的距離小得多。發(fā)射天線與第i副接受天線之間信道的連續(xù)時間沖激響應(yīng)為：其中，di為發(fā)射天線與第i副接受天線之間的距離，c