MIMO-60GHz系統(tǒng)的性能與天線選擇算法研究.pdf

1、隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，無線通信的傳輸速率越來越不能滿足人們的需求，這種市場需求就刺激了寬帶無線通信的研究。60GHz無線通信技術(shù)的傳輸速率能夠達(dá)到數(shù)Gbps，保密性好，安全性高,所以60GHz無線通信系統(tǒng)的研究將會是人們的研究熱點(diǎn)。多輸入多輸出(MIMO，multiple-input-multiple-output)技術(shù)在多徑衰落環(huán)境中，不僅可以實(shí)現(xiàn)高速傳輸，而且可以改善傳輸質(zhì)量，已經(jīng)成為了無線通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
　　60GHz

2、信號具有很高的頻率和高度方向性。在傳播過程中，障礙物會對60GHz信號產(chǎn)生很強(qiáng)的吸收作用，60GHz信號的散射作用非常微弱，所以將MIMO技術(shù)用于60GHz無線通信系統(tǒng)，可以抑制60GHz信號較大的路徑損耗和嚴(yán)重的多徑衰落，從而提高60GHz無線通信系統(tǒng)的性能。
　　本文主要的研究內(nèi)容就是在60GHz無線通信系統(tǒng)中使用MIMO技術(shù)，構(gòu)建了MIMO-60GHz無線通信系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)之上分別研究了MIMO-60GHz無線通信系統(tǒng)在獨(dú)立

3、信道和相關(guān)信道下的容量和誤碼率。本文主要的工作有以下幾個方面：
　　1.分析了MIMO-60GHz無線通信系統(tǒng)在獨(dú)立信道下的容量和誤碼率。在系統(tǒng)容量方面，研究了采用平均法和注水法兩種功率分配方案對MIMO-60GHz無線通信系統(tǒng)容量的影響；在系統(tǒng)誤碼率方面，研究了以Alamouti碼為代表的正交空時分組碼對MIMO-60GHz無線通信系統(tǒng)誤碼率的影響。
　　2.豐富的散射環(huán)境對于能否產(chǎn)生獨(dú)立信道是非常重要的。在實(shí)際的環(huán)境中，

4、對于60GHz及以上的頻率，由于很高的反射能量損失，散射作用非常微弱，這就會導(dǎo)致空域相關(guān)性很大，非常不利于空間復(fù)用。60GHz信道之間往往不是相互獨(dú)立的，而是相關(guān)的,這刺激了對室內(nèi)環(huán)境的空間相關(guān)的MIMO-60GHz無線通信系統(tǒng)的研究。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了MIMO-60GHz無線通信系統(tǒng)的相關(guān)信道模型，主要研究了相關(guān)信道中的天線間距、角度擴(kuò)展、中心入射角等重要參數(shù)對MIMO-60GHz無線通信系統(tǒng)容量和誤碼率的影響。
　　3.為了改

5、善MIMO-60GHz無線通信系統(tǒng)在相關(guān)信道下的性能，研究了不同的天線選擇算法，在此基礎(chǔ)上，提出了一種基于Doolittle-QR分解的快速天線選擇算法，并作了相應(yīng)的仿真分析。
　　本文通過對MIMO-60GHz無線通信系統(tǒng)在獨(dú)立信道和相關(guān)信道下的性能研究，可以得到如下幾點(diǎn)結(jié)論：
　　1.相關(guān)信道中的天線間距、角度擴(kuò)展、中心入射角等重要參數(shù)對MIMO-60GHz無線通信系統(tǒng)容量和誤碼率產(chǎn)生影響。MIMO-60GHz無線通信系

6、統(tǒng)為了減小相關(guān)性的影響，必須合理的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的多天線結(jié)構(gòu)，因此天線間距、角度擴(kuò)展、中心入射角等重要參數(shù)對多天線結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是非常重要的。
　　2.以容量最大化為準(zhǔn)則，提出了基于Doolittle-QR分解的快速天線選擇算法。與最優(yōu)天線選擇算法、遞增天線選擇算法、隨機(jī)天線選擇算法進(jìn)行比較，研究了基于Doolittle-QR分解的天線選擇算法對系統(tǒng)容量的影響。通過MATLAB仿真，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：與隨機(jī)天線選擇算法相比較，基于Dool

7、ittle-QR分解的天線選擇算法可以獲得較好的容量性能，而且與最優(yōu)天線選擇算法的差距不是很大，不僅保持了MIMO-60GHz無線通信系統(tǒng)很好的分集效果，而且可以降低系統(tǒng)編碼的復(fù)雜度?；贒oolittle-QR分解的天線選擇算法可以很好的適用于室內(nèi)環(huán)境的60GHz信道。
　　本文在60GHz無線通信系統(tǒng)中使用MIMO技術(shù)，構(gòu)建了MIMO-60GHz無線通信系統(tǒng)，然后在獨(dú)立信道的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了MIMO-60GHz無線通信系統(tǒng)的相關(guān)