MIMO无线传输技术综述

MIMO无线传输技术是通信领域的一项重要技术突破,它能在不增加带宽与功率的情况下成倍地提高无线通信系统的容量和频谱效率,堪称新一代无线通信系统中的关键技术之一,近年来引起了人们的广泛关注与研究兴趣。回顾无线移动通信的发展历程,概述天线分集技术与智能天线技术,剖析MIMO无线传输技术的原理与国内外研究现状:传统单天线系统向多天线系统演进、智能天线向多天线系统演进、MIMO无线传输技术的原理、MIMO系统中的分集与复用、MIMO无线信道建模、MIMO系统中的多天线设计等,为深入认识与进一步研究MIMO无线传输技术奠定基础。     

基于空时分组码的接收天线选择对MIMO系统性能的影响研究

对接收天线选择算法进行了研究,通过连续选择使出多输入多输出(MIMO)系统容量增加最大的天线的方法,用矩阵及行列式运算导出了一种接收天线选择算法,并基于空时分组编码(STBC),利用该算法对天线选择后的MIMO系统的容量和误比特(BER)性能进行了分析和仿真.结果表明,该算法在信噪比较小时,进行天线选择后,MIMO系统具有最大的遍历性容量(ergodic capacity);在BPSK调制和ML检测情况下,系统的误比特性能均明显优于无天线选择时的情况.     

MIMO系统容量的仿真分析

MIMO系统可以在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率,是新一代移动通信系统的关键技术。在简要介绍MIMO系统的工作原理及容量公式后,对不同信噪比、不同发射、接收天线数目情况下的系统容量进行了仿真分析。     

天线匹配对莱斯信道下紧凑MIMO系统性能的影响

深入研究了存在天线互耦和空间相关时,天线匹配网络对莱斯信道下多输入多输出MIMO系统性能的影响,建立了包含相关莱斯信道、天线互耦和匹配网络的(MIMO)系统模型.通过仿真分析了匹配阻抗、天线互耦、空间相关性以及信道衰落环境对包络相关性和信道容量的影响.实验结果表明:莱斯信道下匹配阻抗对MIMO系统的影响与瑞利信道情况下有所不同,适当地选择天线匹配阻抗可以改善MIMO系统的性能.     

MIMO的天线系统设计

系统地描述了MIMO分集性能衡量指标,并对空间分集、方向图分集、极化分集进行了概念描述。进而根据MIMO系统天线设计的要求和特点,结合新型MIMO系统天线单元和天线阵列,分析了其设计思路,同时重点设计了一种用于MIMO系统的终端阵列天线,即单层矩形切角贴片天线,并对其S 参数和方向图进行了模拟和分析。模拟结果对合理设计MIMO系统发射和接收端天线阵列具有现实意义。     

航空图像回传系统中MIMO信道的容量分析

多入多出技术同时采用多天线发射和多天线接收,能够大大提高无线通信系统的容量和频谱利用率。在空一地无线传输MIMO信道模型的基础上,讨论了在航空图像传输链路中应用MIMO系统的理论基础,结合数值模拟分析的方法对MIMO信道的平均容量和容量互补累积分布函数进行了分析。研究表明:在不相关Ricean信道中MIMO系统的容量随着天线数目的增加渐近线性增加;而在相关情况下渐近对数增加。     

汽车通信系统中的超宽带MIMO天线设计与仿真

在汽车通信系统中,天线的安置环境对超宽带MIMO天线性能的影响直接关系着通信的质量。采用了汽车通信系统中天线安置环境仿真模型,并研究了天线安置环境对超宽带MIMO天线在汽车通信系统中性能的影响。通过CST软件对用于汽通信系统的MIMO天线在模拟安置环境条件下进行了仿真,表明汽车通信系统中天线的安置环境对MIMO天线系统中天线1和天线2的匹配性能以及它们之间的隔离度影响都不大,结果表明该MIMO天线能很好地应用于汽车通信系统中。     

窄带波束信道MIMO系统的容量分析

最近的研究表明,多输入多输出(MIMO)技术在不增加功率和带宽消耗的情况下具有大幅提高无线通信速率的潜力.在传统的MIMO系统(称为天线信道MIMO系统)中,多个接收天线的输出被直接选作多输出信号.提出了波束信道MIMO系统的结构.在波束信道MIMO系统中,多个波束的输出被选作多输出信号.基于阵列方向响应矢量,提出了窄带MIMO信道冲激响应矩阵的仿真算法.基于提出的信道冲激响应矩阵算法,给出了天线信道MIMO系统和波束信道MIMO系统容量极限的分析算法.理论分析和仿真结果都表明:波束信道能够提高信噪比(SNR),降低信道间的互相关性,因此波束信道MIMO系统比天线信道MIMO系统具有更大的容量极限.     

智能天线与MIMO

智能天线技术与MIMO无线传输技术是通信领域的重要技术突破,它能在不增加带宽与功率的情况下成倍地提高无线通信系统的容量和频谱效率,是新一代无线通信系统中的关键技术,基于此主要研究智能天线技术与MIMO技术的区别与联系,并就在智能天线系统中使用MIMO技术的可能性进行分析,为这两种技术的融合提供一定的参考。     

多输入多输出系统信道容量研究

该文研究接收端采用均圆阵天线阵放置空间有限的条件下,存在相关衰落时MIMO系统的信道容量。建立了衰落相关模型,分析了散射角大小及天线数对信道容量的影响,采用随机理论推导了MN的MIMO系统信道容量的闭式解。分析结果表明,MIMO系统信道容量主要由衰落相关矩阵的特征值决定。仿真结果表明,在接收端空间有限的情况下,天线数增大到一定程度时,信道容量达到饱和,再增加天线数,对信道容量的影响很小。     

应用于MIMO系统终端的腰带式可穿戴天线

提出一种应用于MIMO无线通信系统移动终端的腰带式可穿戴外置多天线.这一MIMO多天线系统利用合理的布局,可获取各种分集增益.天线单元采用开槽的电磁耦合微带贴片天线,减小了天线尺寸,也降低了人体吸收率.通过MIMO系统试验平台的外场测试,得到了多天线系统的相关性系数矩阵以及误码率等重要的实验数据.测试结果表明:在保持总发射功率不变的情况下,相较于传统的单发单收天线,这一多天线系统可显著降低传输误码率,进而有效提高通信系统容量与质量.     

分布式MIMO中的最大似然频偏估计

在考虑分布式多入多出(MIMO)系统中各收发天线对之间的频偏均可能不同的一般情况下,推导出了平坦衰落MIMO信道模型下的最大似然频偏估计.针对收端是否采用分布式天线的两种不同情况,分别提出了一种只涉及一维最大化问题的较低复杂度频偏估计方法.仿真结果表明,所提频偏估计方法在平坦衰落MIMO信道下可以获得令人满意的估计性能;而在收端仍采用集中式天线这一特殊情况下,利用所有接收天线上的接收信号进行联合估计,可以进一步提高估计性能.     

MIMO系统中关键技术的研究

MIMO技术是无线移动通信领域智能天线技术的重大突破。本文简述了MIMO技术的工作原理,剖析了MIMO技术的核心内容,它能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率;指出了MIMO技术是下一代移动通信系统中最富有竞争力的技术之一。     

MIMO和智能天线技术的结合

本文探讨了4G系统中的两大关键技术:MIMO和智能天线技术的结合,文中首先介绍MIMO和智能天线的原理,对其进行了分析比较,最后给出了MIMO和智能天线技术结合的一种可行方案。     

天线间隔对室内非视距MIMO信道容量的影响

采用2维射线跟踪法分析了天线间隔对非视距室内环境中MIMO系统容量ccdfs的影响。结果表明，天线间隔对MIMO系统容量影响非常显著，而且天线数目不同，天线间隔对MIMO系统容量影响不同。天线间隔越大，系统容量越接近Telatar所预测的MIMO系统容量；但随着天线间隔的减小，系统容量则会显著降低。对于相同天线间隔的多天线系统，随着天线数目的增加，系统所能实现的独立同分布瑞利信道容量的百分比越低。     

分布式天线系统MIMO信道容量分析

结合了分布式天线系统和MIMO信道特点的分布式MIMO系统可以改善覆盖特性,提高系统容量。提出了包含路径损耗、快衰落和阴影衰落的两层分集分布式MIMO系统。对MIMO信道容量的分析表明,分布式MIMO系统具有良好的信道容量均匀覆盖特性。与传统集中式天线系统相比,分布式MIMO系统可以获得更好的小区平均信道容量。对下行信道容量的数值分析表明,由于“充水”方式功率分配可以充分利用MIMO信道信息,此时的分布式MIMO系统可以比等功率分配条件下的分布式天线系统多获得0.25bit/(s·Hz)每发送天线的信道容量增量。     

MIMO大气激光通信及其关键技术

多输入多输出(MIMO)系统在不增加频谱资源和发射功率的情况下,能够成倍提高现有系统信道容量的特点,本文将MIMO技术应用于大气激光通信。提出了基于MIMO的大气激光通信并建立了系统模型,详细的阐述了涉及到的关键技术。最后分析了该系统的信道容量变化情况,并通过仿真实验说明了信道容量及误字率与天线数量之间的关系。结果表明:随着天线数量的增加系统的信道容量增大,误码率减小,而且能有效克服大气湍流所产生的闪烁效应。同时在天线数量乘积相同的情况下,接收分集的效果要比发送分集的效果明显。     

无线通信的新技术MIMO

多入多出(MIMO)技术是无线通信领域的重大突破,它充分开发空间资源,利用多天线实现多发多收,在无须增加频谱资源和天线发送功率的情况下,可以使信道容量成倍提高,还可以提高信道的可靠性,降低误码率,极大提高频谱利用率。文中介绍了MIMO技术,包括MIMO的优点、国内外对MIMO系统的主要研究方向及研究重点等。     

蜂窝V-BLAST系统中的功率平衡方法

有效的功率控制方法在蜂窝无线通信系统的设计中非常重要。该文提出了MIMO蜂窝系统中的功率平衡方法,并对此方法进行了性能仿真。结果表明,在接收天线数目多于发射天线数目的情况下,该文提出的功率平衡方法可以有效降低多天线系统接收端的BER值。     

MIMO系统和无线信道容量研究

近年来,多输入多输出（MIMO：multiple input multiple output）系统已成为无线通信的研究热点,使用多根天线能极大地提高频谱效率和系统容量,系统容量伴随着收发天线的较小者呈线性增长的趋势。本文首先描述了MIMO系统的模型,然后对MIMO系统的信道模型种类进行讨论,最后分析MIMO系统信道容量,充分证明了MIMO系统的优越性。