毫米波MIMO星地链路信道模型及容量特性研究

发布时间：2017-10-01 02:22

  本文关键词：毫米波MIMO星地链路信道模型及容量特性研究

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【摘要】：MIMO技术在提高频谱利用率和通信能力方面表现出了前所未有的优越性,得到了快速的发展和广泛的应用。国内外的理论研究及应用背景表明,毫米波MIMO通信极具发展潜力和应用前景。本文针对毫米波MIMO星地链路信道模型及容量特性展开研究,主要内容包括:简要介绍MIMO无线通信系统,阐述基于分集技术和复用技术的MIMO通信系统的区别和特点,以及这两种MIMO通信系统的编码;介绍MIMO无线通信系统的信道数学形式;分析、讨论晴空和降雨环境中衰减、散射及噪声效应,并进行简要的仿真和讨论;基于晴空和降雨环境中发生的衰减、散射及噪声效应,结合毫米波星地传输的特点,建立毫米波星地MIMO信道模型中信道衰落系数矩阵的数学模型,并且进行详细的仿真和讨论,结合不同编码下MIMO技术的信号处理本质,给出不同编码技术的MIMO通信系统信道容量的等效模型;基于毫米波星地MIMO信道矩阵衰落系数的数学模型,以及MIMO系统信道容量的等效模型,研究毫米波MIMO星地链路的信道容量特性。仿真晴空大气和降雨环境中STBC、V-BLAST和STTC三种编码形式条件下的MIMO信道容量,并且进行详细的分析和讨论。分析结果表明,相对于传统的SISO通信系统,三种编码都能在一定程度上提高信道容量,但是V-BLAST编码技术在提高信道容量的同时会增大系统的误码率,而STTC编码技术在增加信道容量的同时不会致使系统误码率的增加。所以,从提高容量和降低误码率的角度看,STBC、V-BLAST和STTC编码技术中,STTC是最有效的编码技术。本文的研究为发展毫米波MIMO星地通信技术提供了理论依据和技术支持,对于推进毫米波MIMO星地通信技术的应用具有一定参考价值。
【关键词】：毫米波 MIMO 对流层 信道容量
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN919.3
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符号对照表11-12
• 缩略语对照表12-15
• 第一章 绪论15-21
• 1.1 研究背景及意义15-16
• 1.2 国内外研究状态16-19
• 1.2.1 MIMO技术的发展16-17
• 1.2.2 对流层境对毫米波MIMO通信系统的影响17-19
• 1.3 论文主要工作安排19-20
• 1.4 本章小结20-21
• 第二章 MIMO无线通信系统简介21-33
• 2.1 MIMO通信系统简介21-22
• 2.2 基于分集技术的MIMO通信系统22-28
• 2.2.1 分集技术的基本原理22
• 2.2.2 接收分集22-26
• 2.2.3 发射分集26-27
• 2.2.4 基于分集技术MIMO系统的常用编码27-28
• 2.3 基于复用技术的MIMO通信系统28-29
• 2.3.1 基于复用技术的MIMO的本质28
• 2.3.2 基于复用技术MIMO系统的常用编码28-29
• 2.4 MIMO信道模型29-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第三章 毫米波在对流层中的传播、散射特性33-47
• 3.1 电磁波在对流层晴空大气中的衰减特性33-34
• 3.2 电磁波在降雨环境中的衰减与散射特性34-43
• 3.2.1 降雨环境中的散射效应34-36
• 3.2.2 降雨环境中的衰减效应36-37
• 3.2.3 降雨环境对多径信道包络概率密度的影响37-43
• 3.3 对流层闪烁效应43-45
• 3.4 对流层噪声效应45-46
• 3.5 本章小结46-47
• 第四章 毫米波星地MIMO信道47-57
• 4.1 毫米波MIMO通信技术中的关键问题47-49
• 4.2 晴空大气中毫米波星地MIMO信道衰落系数模型49-52
• 4.2.1 晴空大气中信道衰落系数模型49-50
• 4.2.2 仿真与讨论50-52
• 4.3 降雨环境中毫米波星地MIMO信道衰落系数模型52-55
• 4.3.1 降雨环境中信道衰落系数模型52-54
• 4.3.2 仿真与讨论54-55
• 4.4 本章小结55-57
• 第五章 毫米波星地MIMO信道容量特性研究57-67
• 5.1 信道容量简介57
• 5.2 毫米波星地链路MIMO信道容量的等效模型57-60
• 5.3 毫米波星地MIMO信道容量60-66
• 5.3.1 晴空大气中不同编码的MIMO信道容量特性61-63
• 5.3.2 降雨环境中不同编码的MIMO信道容量特性63-66
• 5.4 本章小结66-67
• 第六章 结束语67-69
• 参考文献69-75
• 致谢75-77
• 作者简介77-78

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本文编号：951794