空间信道模型场景下的多输入多输出信道容量分析

发布时间：2021-02-01 06:53

　　随着无线通信技术的进步和对新技术的广泛研究,为了实现更可靠,安全和高速的连接,多入多出（MIMO）即将成为最有竞争力的技术。简而言之,MIMO是在发射机和接收机端布置两个或以上用于发送和接收数据的天线。与传统的单天线系统相比,它能更高效地发送和接收信号。因此,它改进并克服了单天线系统的限制和不足。在本论文中,我们使用3GPP-3GPP2标准针对第三代移动通信系统提出的空间信道模型（SCM）来研究MIMO系统容量,并与另一物理模型单环信道模型进行比较。此外,我们还使用名为独立同分布（i.i.d.）信道模型的理论模型进行对比。首先,我们介绍了一个研究MIMO系统的系统模型,然后详细分析了信道参数和容量。我们使用SCM对多径传播下非视距（N-LOS）MIMO系统的估计容量进行仿真,再与独立同分布信道模型和单环信道模型相比较。研究表明,信道容量随着天线数量的增加而以接近线性的方式增加,但在注水功率分配方案中线性率较高,等功率分配方案中线性率较低。其次,在实际中,小型MIMO系统更容易实现,因此我们研究了天线间距很近时相互耦合对系统容量的影响。该研究表明,相互耦合导致天线间距小于约0.4倍波长的... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
LIST OF ABBREVIATIONS
CHAPTER 1: INTRODUCTION
    1.1 Basic Introduction
        1.1.1 Background
        1.1.2 MIMO Systems
        1.1.3 Multi – Antenna Systems and MIMO
        1.1.4 Advantages and Applications
    1.2 Objective of this Thesis
    1.3 Methodology
    1.4 Thesis Organization
CHAPTER 2: LITERATURE REVIEW
    2.1 Literature Review
        2.1.1 MIMO System Capacity
        2.1.2 Channel Modeling
        2.1.3 Mutual Coupling Effects on MIMO Capacity
    2.2 Motivation and Problem Definition
CHAPTER 3: MIMO CHANNEL MODEL
    3.1 System Model
    3.2 MIMO Channel Model
        3.2.1 i.i.d. Channel Model
        3.2.2 One Ring Channel Model
        3.2.3 Spatial Channel Model
CHAPTER 4: MIMO SYSTEM CAPACITY ANALYSIS
    4.1 Mutual Information
    4.2 Channel Capacity
        4.2.1 SISO System Capacity
        4.2.2 SIMO System Capacity
        4.2.3 MISO System Capacity
    4.3 MIMO System Capacity
        4.3.1 Equal Power （EP） Allocation Techniques
        4.3.2 Waterfilling （WF） Power Allocation Techniques
    4.4 Mutual Coupling
        4.4.1 Induced EMF Method
        4.4.2 Coupling Matrix
    4.5 Modified MIMO System Model
    4.6 MIMO System Performance Measures
        4.6.1 Mean and Outage Capacity
CHAPTER 5: RESULTS AND ANALYSIS
    5.1 IMPLEMENTATION
        Algorithms
    5.2 Simulation
        5.2.1 System Validation
        5.2.2 Simulation Setup
    5.3 Simulation Results
        5.3.1 Mean Capacity vs. Number of Antenna （NT = NR） for i.i.d. Model
        5.3.2 Mean Capacity vs. Number of Antenna （NT = NR） for One Ring Model
        5.3.3 Mean Capacity Comparison vs. Number of Antenna （NT = NR） （For i.i.d. and One Ring Model）
        5.3.4 Capacity Comparison between i.i.d., One Ring and SCM Model （For Sub Urban Macro Cell）
        5.3.5 Capacity Comparison between i.i.d., One Ring and SCM Model （For Urban Macro Cell）
        5.3.6 Capacity Comparison between i.i.d., One Ring and SCM Model （For Urban Micro Cell）
        5.3.7 Mean Capacity vs. Inter-Element Distance
        5.3.8 Mutual Coupling Effect: Mean Capacity vs. Inter-Element Distance of MS Antenna Array （For Sub Urban Macro Cell）
        5.3.9 Mutual Coupling Effect: Mean Capacity vs. Inter-Element Distance of MS Antenna Array （For Urban Macro Cell）
        5.3.10 Mutual Coupling Effect: Mean Capacity vs. Inter-Element Distance of MS Antenna Array （For Urban Micro Cell）
    5.4 Summary of the Results
CHAPTER 6: CONCLUSION
REFERENCES
ACKNOWLEDGEMENT
附件



本文编号：3012368