MIMO信道中衰落信号的空域相关性评估

将MIMO(多输入多输出)信道建立为Nakagami衰落信道,进一步推导单元天线接收多径衰落信号的空域相关系数的通用解析式,并在均匀分布、余弦分布、高斯分布和拉式分布的来波功率角谱下分别进一步评估接收信号的空域相关性,分析各参数对相关系数的影响,比较各种来波功率角谱下相关性的数值结果,这些对于准确分析MIMO系统性能与设计MIMO多天线系统是十分必要的.     

空时相关复合衰落多输入多输出信道模型研究

针对多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)无线传播环境,综合考虑路径损耗、阴影衰落和多径衰落影响,提出一种基于Nakagami-Lognormal分布的相关复合衰落MIMO信道模型,推导并获得各信道自相关和互相关系数的理论表达式;提出一种基于谐波叠加思想的复合衰落MIMO信道仿真方法,并分析了该方法输出信道衰落的空时相关特性.数值仿真结果表明:仿真模型输出统计特性均与理论模型吻合;各子信道之间存在互相关性且随阴影衰落方差减小而下降,而自相关性则呈现快速起伏并缓慢下降的特性.     

接收天线阵列三维空域相关性快速评估算法

针对任意三维到达波角度分布时,接收天线阵列的空域相关性评估比较复杂,通常只能采用数值积分方法的问题,本文提出了一种基于角谱域脉冲采样的三维空域相关性评估快速算法。该算法首先利用特定采样脉冲对三维入射波功率角谱进行二维采样,然后根据采样脉冲的空域相关系数加权叠加获得不同天线接收信号之间的空域相关性,大大降低相关性计算的复杂度。同时,文中还推导获得基于最小均方误差准则的采样脉冲表达式及其对应的空域相关系数精确解析式和近似表达式。仿真和分析结果表明,当角谱域采样间隔小于10度时,该快速算法的最大误差小于0.01,但运算时间远远小于数值积分方法及其它评估方法,可满足信道估计和天线阵列设计等实际需求。      

光多输入多输出系统信道容量的研究

提出了一种发射端不同偏置入射、接收端由多段检测器(MSD)构成检测器阵列的多模光纤多输入多输出(MIMO)系统.通过对MIMO信道矩阵的计算,研究了这种系统的信道容量随激光器和MSD的数目、距离、光束宽度和接收信噪比(SNR)等参数的变化情况.结果表明:光MIMO信道容量随激光器和MSD数目的增加而线性增加,增加入射光斑的尺寸会使信道容量增加的斜率变大并逐渐趋于饱和;入射光斑间的距离和MSD的构成对MIMO信道容量也有较大影响,尤其是当激光器和MSD数目较大时,需要足够大的距离才能提供信道响应在空间的差异性;对于模式足够丰富的N×N的MIMO系统,SNR每增加3 dB,信道容量会增加Nbps/Hz.     

室内宽带多输入多输出抽头时延线新模型研究

根据室内无线电波传播规律和实测数据,研究建立了一个新的抽头时延线模型,该模型可以简单有效地估计视距和非视距路径下室内平均功率时延谱,并与实验结果一致.在广义平稳非相关散射信道前提下,通过分析抽头时延模型频率相关系数、抽头系数分布和相关性、抽头多普勒频谱等特性参数,给出了评估抽头时延线模型的新方法.文中建立的信道模型和参数,对于室内多输入多输出无线信道模拟仿真有较为重要的意义.     

同信道干扰下相关多输入多输出信道容量分析

在Rayleigh衰落环境下,研究了具有同信道干扰的多输入多输出(MIMO)信道容量问题,分析了通信用户发送端带有空间相关性的情况。假设接收端完美地知道信道状态信息而发送端不知道,基于矩阵变量分布理论,推导出MIMO信道互信息之矩生成函数的精确闭式表达式。利用该表达式进一步推导出MIMO遍历信道容量的精确表达式。用数值结果验证了分析结果的正确性,并给出各种参数对遍历信道容量的影响。     

基于阵列流形分离的多输入多输出信道模型

基于三维阵列流形分离技术,建立了一种天线独立的随机多输入多输出(MIMO)信道模型。将天线阵列的导向矢量进行球谐基函数展开,实现了天线阵列和无线传播环境的分离。对分离出的无线传播环境部分单独进行基于空间相关性的统计建模,得到了一种天线独立的解析MIMO信道模型。所建模型可方便用于MIMO系统性能评估与分析设计。以圆柱阵列和球阵列为例,仿真验证了新模型的正确性和有效性。     

多输入多输出宽带无线信道测量系统的研制

设计并研制了2~15 GHz多频段,带宽为100 MHz的四发四收多输入多输出宽带无线信道测量系统,用于提取无线多输入多输出(MIMO)信道特性。介绍了室内环境在3.5 GHz频率上进行的宽带信道测量实验。测量场景包括了室内直达径(LOS)和非直达(NLOS)的典型情况,同时也考虑了不同天线间距和人员移动的影响。根据测量结果分析了信道特性并提取了信道参数。统计得出的信道参数可以用于建立离散时间信道模型,应用于仿真与验证宽带MIMO通信系统。     

基于空间信道模型的MIMO系统建模与仿真

研究了基于空间信道模型(SCM)的空域相关矩阵,搭建了MIMO通信信道仿真平台,同时考虑时延扩散、多普勒效应、波达方向及角度扩散等多种信道参数,通过蒙特卡罗方法计算了MIMO系统的信道容量、空时相关性、衰落特性及功率延迟分布特性.指出了在信道的去极化作用下,无线通信系统的多径衰落可以采用极化分集和天线分集等技术进行克服,平均入射角对系统性能起着关键的作用.     

多输入多输出雷达低旁瓣发射方向图优化算法

提出了一种基于波束域加权的低旁瓣方向图设计方法。综合考虑方向图匹配性能和发射阵元等功率作为约束条件,建立低旁瓣发射方向图优化模型,采用半正定松弛技术将优化模型转化为凸优化问题;对波束加权矩阵施加对偶约束,使得接收信号满足旋转不变性;利用高斯随机化方法对波束加权矩阵进行求解,得到原优化问题的最优解。仿真结果表明,算法能够保持期望主瓣形状并有效降低方向图旁瓣,提高到达角(DOA)的估计精确度和角度分辨力。     

DSSS通信系统中干扰环境下码捕获 和阵列权值联合捕获

提出了空时相关器(STC)方法,同时实现干扰环境下使用自适应阵列的直接序列扩谱(DSSS)通信系统的码捕获和自适应阵列波束形成权值捕获,在码捕获时通过波束形成抑制干扰提高检测性能.对干扰环境下空域最优合并方式的检测性能进行了理论分析,仿真结果与理论预测一致,分析结果表明STC可同时有效的捕获码定时和自适应阵列权值,最优合并方式的虚警概率与干扰和背景噪声功率无关,可实现恒虚警检测.     

多输入多输出信道容量研究及天线优化

多输入多输出(MIMO)技术是第三代合作伙伴(3GPP)长期演进(LTE)等先进无线通信技术的关键。MIMO无线系统的大容量实现和其他性能的提高均极大地依赖于MIMO低空间相关度和天线优化配置。根据电磁学的基本理论,基于空间信道模型(SCM)分析了LTE MIMO系统的空间相关性和信道容量。在分析信道容量过程中,结合了互耦情况的信道容量模型并进行了修正。结果表明:在城市微小区和郊区宏小区环境移动台天线间距d_MS=0.4 λ,下行4×4阶天线配置能达到零相关度和12.5 bps/Hz(城市微小区)、10.5 bps/Hz(郊区宏小区)的信道容量。这些配置能广泛应用于LTE系统终端天线阵列中。     

一种MIMO相关信道的建模方法

本文阐述MIMO相关信道的建模方法。该建模方法通过计算MIMO系统多天线之间的空间相关矩阵，在MIMO非相关信道的建模基础上生成MIMO相关信道。     

The correlated MIMO channel model for IEEE 802.16n

A more accurate correlated multiple input and multiple output (MIMO) channel model for IEEE 802.16n is presented.On one hand, this MIMO channel model can obtain more precise antenna correlation, which is a key character for MIMO channel and important for the research of IEEE 802.16n and MIMO technologies.On the other hand, it maintains a low complexity of simulation.     

Simplified transmitter design for MIMO systems with channel uncertainty

This article investigates transmitter design in Rayleigh fading multiple input multiple output (MIMO) channels with spatial correlation when there are channel uncertainties caused by a combined effect of channel estimation error and limited feedback. To overcome the high computational complexity of the optimal transmit power allocation, a simple and suboptimal allocation is proposed by exploiting the transmission constraint and differentiating a bound based on Jensen inequality on the channel capacity. The simulation results show that the mutual information corresponding to the proposed power allocation closely approaches the channel capacity corresponding to the optimal one and meanwhile the computational complexity is greatly reduced.     

基于几何的高速铁路协作MIMO信道建模

协作MIMO技术通过协作发射或协作接收的方式可以将干扰信号转变为有用信号,在高铁无线通信中引入该技术,能解决回波信道响应和提高系统容量。为了掌握协作MIMO技术在高铁场景中的信道特性,该文基于几何随机散射理论,提出一个高速铁路协作MIMO信道模型,简单调整该模型中的几个关键参数即可适用于高速铁路的多种场景。基于该模型计算信道冲激响应,推导多链路空间相关函数,进行数值计算、仿真分析和实测数据验证。仿真结果显示,直射分量越强,散射分量的角度扩展越小,多链路的空间相关性越强。散射次数越少,散射分量空间相关性越强。使用北京-天津高铁段LTE专网的实测数据验证理论模型的正确性。这些结论有助于认知协作MIMO信道和进行有效的测量活动。     

天线互耦对MIMO无线信道性能的影响

基于多天线系统等效网络模型,导出通用耦合系数矩阵,进一步推导天线单元平均接收功率以及空域相关系数的解析式,分析互耦对平均接收功率以及互耦与平均到达角对MIMO无线信道空域相关性及其容量的影响,并给出互耦无影响与天线单元功率平衡以及互耦解相关的条件,最后给出一些数值结果以指导MIMO多天线设计.     

MIMO信道的GBDB模型及其信道容量分析

针对非频率选择性Rice衰落MIMO移动信道，建立GBDB模型，并推导出新的MIMO系统的GBDB模型的空时联合相关函数。新的GBDB模型统一现有的多种MIMO信道模型，新的空时联合相关函数综合考虑了无线衰落信道收发两端的多普勒扩展、非均匀角度扩展以及平均发射与到达方向，综合考虑了收发端天线阵的配置。最后基于新的空时联合相关函数，分析了非均匀散射参数以及Rice分布参数变化对MIMO信道统计容量的影响。     

一种新的MIMO信道模型

实际无线通信环境中发送天线之间以及接收天线之间存在相关性.针对以上特点,从多径MIMO信道的特性出发,首先建立发射天线相关系数矩阵和接收天线相关系数矩阵,并将它们引入无线信道的莱斯MIMO信道模型中.最后通过分析LOS MIMO信道相关模型和瑞利衰落MIMO信道相关模型,给出了具体的建模步骤.仿真结果表明采用本文方法产生的信道模型的MIMO系统误码率更低,从而验证了该信道模型能够较好地模拟MIMO系统的空间信道.