3D极化MIMO信道建模研究

发布时间：2017-03-30 09:01

  本文关键词：3D极化MIMO信道建模研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：作为新一代无线通信系统的核心技术,多输入多输出(MIMO, Multiple-input Multiple-output)传输技术能够极大的提升频带利用率和信道容量。随着MIMO技术的不断深入发展,建立准确的MIMO信道模型已成为MIMO时空编码,信号处理算法设计以及评价,系统性能评估等技术的重要基础。 本文首先介绍了经典的无线信道基础理论,包括无线信道特性和相应的建模方法。同时对MIMO无线信道特性、建模技术进行了详细的研究与探讨,并介绍了典型的MIMO信道模型。 本文重点研究三维(3D,3Dimensional)极化MIMO极化信道建模。从极化和MIMO空间特性两个方面进行深入探讨。首先研究了无线信道极化特性以及极化信道的建模方法,并给出了相应的典型极化信道模型。接着研究了3D MIMO信道的空间特性,针对已有模型没有考虑仰角,或者将水平方位角和仰角独立考虑的不准确做法,本文提出了联合功率角分布函数VFM (Von Mises Fisher), VFM可以同时考虑水平方位角和垂直方位角,使得功率角分布更加准确。同时提出的VFM联合分布函数的参数可以通过算法从具体的信道测量结果中获得,使其能够运用在各种不同的实际场景,具有很强的适应性和灵活性。结合信道极化特性和3D空间传播特性,本文提出一种新型可扩展的3D极化MIMO信道模型。模型考虑了MIMO信道的各种传播特性,包括角度色散、多普勒频移、多径衰落、极化传输、天线结构等等,能够精确地描述3D极化MIMO信道。同时作为双球模型和椭圆柱体模型的混合模型,其具有很强的可扩展性,通过模型参数的设置,可以适应于不同信道(瑞丽信道和莱斯信道),不同散射类型(直视,一次折射,两次折射),不同部署场景(宏小区,微小区,小小区)。 接着基于提出的3D极化MIMO模型,本文推导了一种新型的闭式时空相关函数,并且通过相关性建模原理,给出信道系数的计算方法,极大的简化了信道矩阵的计算复杂度。最后通过计算机仿真,分析评估了不同场景和极化配置下信道系数和信道容量的性质,仿真结果也进一步验证了模型的正确性和可用性。
【关键词】：MIMO 信道建模 极化 3D VMF 时空相关函数
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN919.3
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 MIMO技术研究背景和意义10-11
• 1.2 MIMO信道建模国内外研究现状11-13
• 1.3 论文主要内容和工作安排13-14
• 第二章 信道模型基础理论14-34
• 2.1 无线移动信道特性与建模14-22
• 2.1.1 大尺度衰落与信道模型15-17
• 2.1.2 小尺度衰落与信道模型17-22
• 2.2 MIMO信道建模22-33
• 2.2.1 MIMO无线信道特性22-26
• 2.2.2 MIMO技术与建模26-29
• 2.2.3 典型MIMO信道模型29-33
• 2.3 本章小结33-34
• 第三章 3D极化MIMO信道建模与分析34-56
• 3.1 极化信道建模34-42
• 3.1.1 极化特性分析34-37
• 3.1.2 信道极化特性与建模37-42
• 3.2 3D空间特性42-45
• 3.2.1 角度功率谱42-44
• 3.2.2 天线配置44-45
• 3.3 3D极化建模45-55
• 3.3.1 模型参数意义48-51
• 3.3.2 模型参数计算51-55
• 3.4 本章小结55-56
• 第四章 3D极化MIMO信道相关性和容量分析56-76
• 4.1 信道时空相关性推导56-61
• 4.1.1 信道矩阵计算60-61
• 4.2 MIMO容量分析计算61-65
• 4.2.1 SIMO与MISO信道容量61-63
• 4.2.2 MIMO信道容量63-65
• 4.3 仿真结果分析65-74
• 4.3.1 评价指标65-66
• 4.3.2 仿真参数配置66-68
• 4.3.3 仿真分析68-74
• 4.4 本章小结74-76
• 第五章 总结与展望76-78
• 参考文献78-84
• 致谢84-86
• 攻读学位期间发表的学术论文目录86

【共引文献】

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本文编号：276703