大規(guī)模多天線信道測(cè)量及信道衰落特性研究.pdf

1、隨著科技社會(huì)的進(jìn)步以及生活水平的提高，人們對(duì)于移動(dòng)通信的需求已經(jīng)不僅僅滿(mǎn)足于話(huà)音、短訊等基本服務(wù)，而逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗝襟w通信和萬(wàn)物互聯(lián)。與傳統(tǒng)的移動(dòng)通信相比，面向2020年及未來(lái)的第5代(5G)移動(dòng)通信系統(tǒng)需要滿(mǎn)足更加多樣化的互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景以及極致的性能挑戰(zhàn)。面向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景，5G可以提供更快的體驗(yàn)速率和更大的帶寬接入能力;面向物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景，5G可以提供更高的連接密度和更低的端到端時(shí)延。大規(guī)模多天線技術(shù)(Massive MIMO)作

2、為5G重要的候選技術(shù)，通過(guò)在基站端配置多達(dá)上百的天線，更充分地利用信道資源，抑制用戶(hù)間干擾，極大地提升頻譜效率和信道容量。同時(shí)，巨大的陣列增益有效提升每個(gè)用戶(hù)的信噪比，在相同的時(shí)頻資源下支持更多的用戶(hù)通信，符合綠色通信的發(fā)展需求。
　　無(wú)線信道作為無(wú)線通信的傳播媒介，在無(wú)線通信領(lǐng)域的研究中占據(jù)著基礎(chǔ)性的地位。無(wú)線信道的研究可以為無(wú)線通信新技術(shù)的應(yīng)用，通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、仿真與部署提供重要的參考依據(jù)。鑒于此，本文開(kāi)展了基于大規(guī)模多天線系

3、統(tǒng)的無(wú)線信道測(cè)量與信道衰落特性分析工作。
　　論文首先介紹了無(wú)線信道的衰落特征和測(cè)量數(shù)據(jù)處理方法，然后詳細(xì)介紹了開(kāi)展真實(shí)場(chǎng)景無(wú)線信道測(cè)量所使用的測(cè)量系統(tǒng)，提出一種頻域方法消除測(cè)量設(shè)備系統(tǒng)響應(yīng)，以獲得客觀信道沖激響應(yīng)，并利用實(shí)驗(yàn)室仿真與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證系統(tǒng)響應(yīng)消除效果。在消除測(cè)量設(shè)備系統(tǒng)響應(yīng)前提下，開(kāi)展大規(guī)模多天線無(wú)線信道測(cè)量與信道特性分析工作。針對(duì)室內(nèi)室外不同測(cè)量場(chǎng)景，不同測(cè)量頻點(diǎn)，利用線形和圓形兩種大規(guī)模多天線陣列結(jié)構(gòu)，展開(kāi)了大量的

4、實(shí)地測(cè)量?；趯?shí)測(cè)數(shù)據(jù)，著重分析了信道角度域與時(shí)延域的衰落特性。在角度域，相比于傳統(tǒng)MIMO系統(tǒng)，Massive MIMO系統(tǒng)128天線陣列的角度功率譜更為全面地體現(xiàn)了到達(dá)角分布情況;在時(shí)延域，Massive MIMO系統(tǒng)128天線陣列的均方根時(shí)延在高頻點(diǎn)是平穩(wěn)的，在低頻點(diǎn)由于更小的路徑損耗與更大的障礙物反射系數(shù)，導(dǎo)致均方根時(shí)延是非平穩(wěn)的。此后，又進(jìn)一步利用信道奇異值分解，探討了大規(guī)模多天線系統(tǒng)用戶(hù)信道正交性。隨著天線數(shù)目的增多，實(shí)際信