MIMO系统信道容量研究

针对单用户MIMO系统信道的容量特性展开研究。首先详细推导了无衰落信道下信道容量表达式,然后重点分析了瑞利衰落信道下,接收端已知信道状态信息,发射端已知信道状态分布时的容量特性。最后分别针对瑞利衰落信道下,采用发射分集、接收分集以及BLAST传输结构的系统容量进行仿真。仿真结果表明:给定发射功率,独立的瑞利衰落信道条件下,MIMO系统容量随最小天线数目的增加而线性增加,极大地提高了系统容量。     

频率选择性衰落MIMO信道容量分析

随着传输速率越来越高,信号所占用的带宽越来越宽,实际信道呈现出频率选择性衰落特性.根据频率选择性衰落信道特性,建立了频率选择性衰落MIMO信道模型,采用频域和时域的方法研究了在频率选择性衰落下,发射端已知和未知信道状态信息的MIMO信道容量,并给出了相关的仿真结果.研究结果表明:在相同发射功率和传输带宽下,MIMO系统可以不牺牲信号带宽而显著提高信道的容量,并且天线数量和输入信噪比的大小对信道容量具有不同的影响.研究结果为如何提高频率选择性衰落环境下MIMO信道容量提供了依据.     

室内MIMO系统采用极化分集时的信道容量

典型的室内传播信道为莱斯衰落信道,可将其分解为LOS传播信道和散射信道.本文假设散射信道为瑞利衰落信道,并根据天线的极化特性,给出了存在极化分集时的LOS传播信道.基于此,本文提出了室内MIMO系统采用极化分集时的信道模型.研究表明:极化分集可以有效提高MIMO信道容量.     

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.     

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.     

相关Rician衰落信道下紧凑MIMO系统的容量分析

研究了Rician衰落信道下采用紧凑型双偶极子阵列的MIMO系统容量,建立了相关Rician衰落信道下紧凑MIMO系统的模型,深入分析了天线互耦、空间相关性、功率分配方案以及信道衰落环境对信道容量的影响。数值结果表明天线间距较小时,互耦和相关性会导致信道容量的损失,而在某些情况下互耦和相关性的影响会使信道容量有所增加。     

三维空间MIMO信道接收天线阵列互耦效应及系统容量分析

针对非频率选择性瑞利衰落MIMO(multiple-input multiple-output)信道,建立了接收天线阵列的三维空间信道模型,将MIMO的一般信道建模推广到三维空间域。在建模过程中利用天线阵列在互耦效应下的等效网络模型,推导出三维空间域模型下的互耦相关性的通用表达式,阐明了互耦效应下相关性与无互耦相关性之间的关系。应用通用表达式分析了当接收端为不同的天线阵列结构时,入射信号的中心到达角和角度扩展分别对于在互耦效应下信道容量的影响。分析结果验证了不同的角度扩展对于互耦相关性的影响,揭示了在互耦效应下影响系统容量的主要因素为入射信号的平均中心到达角。     

记忆MIMO系统的容量

本文考虑记忆多输入多输出(MIMO)无线通信系统的容量。在记忆MIMO信道分块瑞利衰落的条件下,利用多元随机分析和统计理论,得到系统的信道容量的随机表达式。分析和模拟表明,在收发天线数和数据帧长相同时,记忆MIMO系统比非记忆MIMO系统具有更大的容量,并且随记忆阶数的加大而增大。     

平坦衰落信道下的MIMO系统容量分析

MIMO(Multiple Input Multiple output)技术是新一代无线通信系统采用的核心技术之一,能够在不增加带宽和发射功率的情况下成倍地提高通信系统的容量。本文对MIMO系统在平坦衰落信道下的信道容量进行了研究,并对MIMO系统在该信道下的容量进行了仿真。     

MIMO信道建模方法

对MIMO衰落信道的精确描述是设计多天线无线系统非常重要的一个要求。首先简要介绍了MIMO技术的发展史,同时详细介绍了MIMO信道的建模方法,比较了不同建模方法之问的异同。着重介绍了射线追踪方法构建MIMO信道模型的方法,给出了在确定性环境中的信道矩阵的构建方法。同时给出了信道容量的计算方法。