基于AngularSpeading的MIMO信道容量研究.doc

36目录第一章绪论21.1引言21.2MIMO研究背景和内容21.2.1多输入多输出(MIMO)无线通信历史21.2.2MIMO研究内容31.2.3MIMO相关技术41.2.4MIMO信道建模与仿真的发展现状61.3MIMO的意义61.4本论文的内容安排7第二章MIMO信道建模82.1引言82.1.1MIMO信道建模的必要性82.1.2MIMO信道建模的基本内容82.1.3MIMO无线移动传播信道82.2MIMO无线信道概述92.2.1从SISO信道到MIMO信道的演变92.2.2MIMO无线信道参数特点112.3MIMO信道模型122.4MIMO系统容量推导142.5本章小结18第三章相关性与MIMO系统容量193.1引言193.2系统参数和天线相关性对MIMO信道容量的影响193.3LOS无衰落MIMO信道的相关模型203.4瑞利衰落信道MIMO相关模型213.5角度扩展与相关性223.6本章小节24第四章仿真与结论254.1角度扩展对相关系数的影响254.2角度扩展对MIMO信道容量的影响264.3仿真结论29第五章总结与展望305.1总结305.2未来的研究方向及展望30参考文献32致谢33附录34附录一(仿真程序代码):34图片目录图1-1SISO空间流3图1-2MIMO空间流3图2-1MIMO信道模型12图2-2MIMO简化信道模型12图2-3MIMO等效信道115图2-4MIMO等效信道216图3-1LOS无衰落信道相关模型20图3-2瑞利衰落信道MIMO相关模型22图4-1角度扩展-相关系数曲线125图4-2角度扩展-相关系数曲线226图4-3容量-信噪比曲线127图4-4容量-信噪比曲线227图4-5容量-信噪比曲线328图4-6容量-信噪比曲线428图4-7容量-信噪比曲线529绪论引言移动通信的迅速发展给人们的生活带来了极大的便利已经成为人们不可缺少的上具。随着移动通信应用的深入人们对移动通信提出了更高的要求。然而移动通信的三重动态性特点给通信的有效性和可靠性带来了极大的挑战。其一信道的动态性即无线信道是时变的、随机的。其二用户的动态性即用户终端是移动的。其三业务的动态性即业务类型动态选择。因此在大力发展第三代移动通信的同时世界各国己经开始研究如何以更高的传输速率、更高的服务质量实现多媒体通信。频谱资源的匮乏己经成为实现高速可靠传输通信系统的瓶颈。一方面是可用的频谱有限;另一方面是所使用的频谱利用率低下。因此提高频谱利用率就成为解决实际问题的重要手段。二十世纪九十年代多天线系统的理论发展进入了辉煌时代产生了多进多出(MutpleinputMultipleOutputMIMO)技术即利用多副发射天线和多副接收天线进行无线传输的技术。MIMO研究背景和内容多输入多输出(MIMO)无线通信历史MIMO技术实际上由来已久早在1908年马可尼就提出用它来抗御多径衰落。到上世纪90年代中期信息论的一些新的研究成果的公布才使MIMO技术得到广泛的关注。1995年Bell实验室的Foschini和Telata分别提出了多天线信道容量理论理论表明：在天线链路的衰落相互独立的条件下MIMO系统的信道容量随着收发天线数的增长而线性增长这一理论突破了传统单天线的Shannon信道容量限制展示了MIMO系统具有的巨大的理论信道容量。此后分层时空码的提出为MIMO实用化迈出了重要一步。现有的实验系统表明使用空时编码的MIMO系统能够获得数倍于现有系统的无线信道容量.MIMO系统不同于现有的单天线系统和智能天线系统。它在通信的接收端和发送端均使用多根天线其基本原理是采用空时编码方式将用户的信号分成多路并行的数据子流并分别由多个天线同时同频发送接收端用多个天线接收并解码之后再将数据子流进行合并从而得到发送的原始信号。MIMO技术本质上是利用多天线同时发送和接收而形成的多个并行的独立数据子流来提高系统的信道容量和抗衰落能力的。因此数据子流的独立性和数据在各天线间分配方式是影响系统性能的关键因素。独立数据子流的数目由天线链路间的衰落相关性决定因此在MIMO系统中天线链路间的衰落相关性成为影响MIMO系统的性能的关键因素之一。所以不难理解对单天线系统来说是有害因素的多径传播对MIMO系统来说反而是有益因素。MIMO研究内容MIMO表示多输入多输出。通常用于IEEE802.11n。MIMO有时被称作空间多样因为它使用多空间通道传送和接收数据。只有站点（移动设备）或接入点（AP）支持MIMO时才能部署MIMO。MIMO的优点是能够增加无线范围并提高性能。连接到老的802.11g接入点的802.11n站点能够以更高的速