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MIMO应用中关键技术的研究

发布时间:2018-04-28 02:36

  本文选题:多输入多输出 + 信道模型 ; 参考:《南京邮电大学》2014年硕士论文


【摘要】:多输入多输出(MIMO)通信系统是指在发射端和接收端同时采用多副天线的无线通信系统。多输入多输出是相对于传统的单输入单输出无线通信系统提出的,下一代无线通信标准已将其作为核心技术之一。通过在空间中多条独立衰落传输信道的构建,MIMO技术可以极大地提升通信系统的信道容量。 在国内外相关研究工作的基础上,本文主要研究MIMO技术应用中的若干关键技术。根据MIMO理论的物理模型,本文借助信息论和矩阵论知识推导MIMO系统的信道容量公式。根据信号在传输过程中是否经历所有信道状态,分析了MIMO的遍历容量和中断容量,并给出仿真分析。文章中还从天线相关系数、莱斯因子、发端功率分配算法等方面分析其对MIMO信道容量的影响。 天线问题业已成为影响MIMO技术在移动通信中应用的一个重要因素。传统的多天线技术主要包括分集接收和智能天线等,且发展都比较成熟。MIMO多天线技术与传统多天线技术存在较大不同,前者主要利用多天线构建多条独立瑞利衰落信道(IRFC),,并不强调天线阵的作用。本文在研究波束赋形原理的基础上,对MIMO技术和智能天线技术作了比较研究,对可能存在的问题作了讨论分析。另外,本文还研究了TD-SCDMA基站天线向TD-LTE基站天线演进的可行方案,并着重分析了双流波束赋形原理。 通过将MIMO技术和正交频分复用技术(OFDM)进行结合应用,既可以克服宽带无线通信中的频率选择性衰落带来的码间串扰(ISI),又能利用MIMO技术来提升通信系统的容量性能。文章中研究了OFDM的基本原理,给出其调制和解调方法,并用数学方法推导了MIMO-OFDM的信道容量公式。本文最后研究了空时编码在OFDM中的应用,并进行了性能分析和仿真。
[Abstract]:Multiple input multiple output (MIMO) communication system is a wireless communication system with multiple antennas at both the transmitter and receiver. Compared with the traditional single-input single-output wireless communication system, the next generation wireless communication standard has taken it as one of the core technologies. By constructing multiple independent fading transmission channels in space, MIMO technology can greatly improve the channel capacity of communication systems. Based on the related research work at home and abroad, this paper mainly studies some key technologies in the application of MIMO technology. According to the physical model of MIMO theory, this paper deduces the channel capacity formula of MIMO system with the knowledge of information theory and matrix theory. The ergodic capacity and interrupt capacity of MIMO are analyzed according to whether the signal goes through all channel states during the transmission, and the simulation analysis is given. The influence of antenna correlation coefficient, Rice factor and power allocation algorithm on MIMO channel capacity is also analyzed in this paper. Antenna problem has become an important factor affecting the application of MIMO technology in mobile communications. The traditional multi-antenna technology mainly includes diversity receiving and smart antenna, and the development is mature. The MIMO multi-antenna technology is quite different from the traditional multi-antenna technology. The former uses multiple antennas to construct multiple independent Rayleigh fading channels without emphasizing the role of antenna array. On the basis of studying the principle of beamforming, this paper makes a comparative study of MIMO technology and smart antenna technology, and discusses and analyzes the possible problems. In addition, the feasible scheme of the evolution from TD-SCDMA base station antenna to TD-LTE base station antenna is studied, and the principle of double current beamforming is emphatically analyzed. By combining MIMO technology with OFDM (orthogonal Frequency Division Multiplexing), it can not only overcome the inter-symbol crosstalk caused by frequency selective fading in wideband wireless communication, but also improve the capacity performance of communication system by using MIMO technology. In this paper, the basic principle of OFDM is studied, the modulation and demodulation methods are given, and the formula of channel capacity of MIMO-OFDM is derived by mathematical method. Finally, the application of space-time coding in OFDM is studied, and the performance analysis and simulation are carried out.
【学位授予单位】:南京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN919.3

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本文编号:1813402


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