室內(nèi)MIMO無線信道特性研究與建模.pdf

1、隨著用戶數(shù)量急劇增長，新業(yè)務(wù)的出現(xiàn)以及數(shù)據(jù)傳輸速率要求不斷提升，無線通信正向著高頻譜利用率的趨勢發(fā)展。多入多出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)無線通信技術(shù)利用無線信道的多徑傳播，開發(fā)信道的空間資源，并利用系統(tǒng)的空間特點(diǎn)結(jié)合空時(shí)聯(lián)合處理技術(shù)提高頻譜利用率，是未來高速無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)之一。
　　針對MIMO無線信道空時(shí)傳播特性的研究對MIMO無線通信系統(tǒng)發(fā)展具有基礎(chǔ)性與先導(dǎo)性的作用?；?/p>

2、于實(shí)際測量的MIMO無線信道特性分析與建模是合理評估、驗(yàn)證和對比MIMO無線通信系統(tǒng)的必要條件。本文根據(jù)室內(nèi)MIMO無線信道的基本特征，研究并初步解決了室內(nèi)MIMO無線信道特性分析與建模的幾個(gè)相關(guān)問題：
　　第一，搭建具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高頻寬帶MIMO無線信道測量平臺。該平臺采用網(wǎng)絡(luò)分析儀、放大器、射頻開關(guān)和計(jì)算機(jī)等設(shè)備搭建，能夠?qū)崿F(xiàn)室內(nèi)4×4寬帶MIMO無線信道沖激響應(yīng)和傳遞函數(shù)測量。測量范圍大于50m，測量帶寬高達(dá)400MHz

3、，支持2.45GHz和6.2GHz兩個(gè)頻段。通過多種場景下的實(shí)際測量，對該測量平臺與基帶處理信道測量儀進(jìn)行了相互驗(yàn)證。
　　第二，基于實(shí)測數(shù)據(jù)建立單用戶MIMO無線信道統(tǒng)計(jì)模型。模型涵蓋傳輸損耗、陰影衰落、時(shí)延擴(kuò)展和空間相關(guān)等信道參數(shù)，能夠仿真任意組寬帶點(diǎn)對點(diǎn)MIMO無線信道的頻率響應(yīng)。基于該模型，對2.45GHz和6.05GHz單用戶MIMO信道參數(shù)進(jìn)行對比測量，明確6GHz以上高頻段為單用戶MIMO無線信道引入的特殊性，引出高

4、頻段寬帶單用戶MIMO無線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的新問題，為高頻寬帶算法設(shè)計(jì)，性能評估，系統(tǒng)仿真等提供參考。最終，采用實(shí)際測量和信道模型分別給出室內(nèi)環(huán)境下MIMO系統(tǒng)的信道容量，在驗(yàn)證信道模型的同時(shí)給出MIMO系統(tǒng)在實(shí)際室內(nèi)環(huán)境下的性能極限。
　　第三，基于實(shí)測數(shù)據(jù)建立多用戶MIMO信道統(tǒng)計(jì)模型。采納特征空間對準(zhǔn)的思想，本文給出一種基于實(shí)測數(shù)據(jù)建立的多用戶MIMO無線信道統(tǒng)計(jì)模型。該模型能夠避免通過信道相關(guān)矩陣求取信道特征空間對準(zhǔn)參數(shù)和特征

5、值統(tǒng)計(jì)參數(shù)帶來的信道容量誤差。通過實(shí)際測量提取模型參數(shù)并對模型進(jìn)行驗(yàn)證。測量數(shù)據(jù)和仿真結(jié)果對比分析表明該模型能夠精確再現(xiàn)多用戶MIMO系統(tǒng)的信道容量?；谛诺滥Ｐ停治龆嘤脩鬗IMO信道容量，給出實(shí)際室內(nèi)環(huán)境下多用戶MIMO的性能極限進(jìn)而論證多用戶MIMO在室內(nèi)環(huán)境下的可行性。
　　第四，作為室內(nèi)信道特性研究的重要補(bǔ)充，解析分析匙孔(keyhole)信道統(tǒng)計(jì)特性。首先，通過理論推導(dǎo)給出匙孔信道功率概率分布和矩生成函數(shù)等信道統(tǒng)計(jì)量的