学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于镜像法的MIMO信道研究

作　者: 徐寅
导　师: 张业荣
学　校: 南京邮电大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: MIMO 镜像法射线跟踪信道模型仿真超宽带
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 23次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着信息技术不断的发展,人们对于无线通信系统的数据容量和传输速率的要求越来越高。与此同时,传统无线通信系统由于受到香农信息理论的限制很难有效提高系统容量。多输入多输出(MIMO)技术采用多天线系统,在不增加频谱资源和发送功率的前提,成倍地提高通信系统的容量,有效解决用户对于高质量通信的需求。因此,MIMO技术被认为是下一代移动通道的关键技术,并成为无线通信领域研究的新热点。本文主要从理论和实际仿真两个方面研究MIMO信道模型和传播特性。本文介绍了MIMO室内多径信道模型,详细分析了典型的随机性统计模型及确定性模型。本文重点研究基于射线跟踪技术的镜像法的MIMO信道建模方法,通过对镜像法原理的研究建立室内多径MIMO信道的仿真平台,在高频窄带情况下仿真分析了视距(LOS)和非视距(NLOS)环境下的信道容量、功率、路径损耗等参数,结果验证了理论的正确性。本文建立了MIMO-UWB的仿真分析过程,重点分析了信道传输特性,通过理论验证了建模的正确性。本文的主要工作具体如下:(1)本文介绍了射线跟踪技术的原理,并分析比较了几种不同射线跟踪算法的性能。本文重点研究了镜像法射线跟踪技术,对使用镜像法如何求解镜像点和确定镜像点有效性进行详细分析,给出了镜像法仿真的详细流程并建立了室内多径信道仿真模型。(2)本文在假设信号带宽为窄带的情况下,对MIMO室内LOS环境进行仿真,研究MIMO信号室内传播特性,估计各种参量包括:信道容量、接收功率、时延扩展、路径损耗等,并进行对比分析。再不停的深入,加入障碍物形成NLOS环境,对稍显复杂的环境进行仿真,并与LOS环境下的结果进行对比分析。(3)将MIMO窄带扩展到MIMO-UWB,通过频带分割技术使用镜像法来仿真UWB信道,本文使用高斯脉冲信号作为发送波形建立UWB室内信道模型,仿真分析室内信道传输特性和信道输出,得到信道的输出状态响应r (t)、信道的冲激响应h (t)、信道冲激响应的功率时延分布P(t)、平均时延(?)、均方根时延扩展(?) rms、相干带宽Bc等UWB室内多径信道特征参数,并对仿真结果进行分析验证其准确性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-15
  1.1 MIMO 技术应用背景  8-9
  1.2 MIMO 技术概述  9-10
  1.3 MIMO 技术的研究发展与应用  10-12
  1.4 国内外MIMO 信道的研究现状  12-13
  1.5 本论文研究内容  13-15
第二章 MIMO 室内多径信道建模  15-20
  2.1 MIMO 室内多径信道模型分类  15
  2.2 MIMO 室内多径信道建模方法  15-19
    2.2.1 MIMO 室内多径信道随机性统计建模  15-17
    2.2.2 MIMO 室内多径信道确定性建模  17-19
    2.2.3 随机性统计建模与确定性建模的比较  19
  2.3 本章小结  19-20
第三章基于射线跟踪技术的镜像法的分析与研究  20-28
  3.1 MIMO 室内多径信道的仿真工具  20
  3.2 射线跟踪技术的基本原理  20-21
  3.3 射线管法  21-23
  3.4 入射反弹射线（SBR）法  23
  3.5 SBR/镜像法  23
  3.6 镜像法  23-27
    3.6.1 镜像法原理概述  23-24
    3.6.2 镜像点的求解  24-25
    3.6.3 镜像点有效性确定  25-27
  3.7 本章小结  27-28
第四章 MIMO 室内多径信道模型的仿真和分析  28-56
  4.1 室内3D 镜像法射线跟踪技术的仿真环境  28-29
  4.2 用3D 镜像法建立室内信道仿真模型  29-41
    4.2.1 镜像法计算流程  29
    4.2.2 反射次数设定  29-30
    4.2.3 求解反射射线  30-32
    4.2.4 反射过程中的极化特性分析  32-38
    4.2.5 计算到达接收点射线的场强和功率  38-39
    4.2.6 计算信道容量  39-41
  4.3 对建立的模型进行仿真和分析  41-54
    4.3.1 LOS 环境下仿真分析发送天线的选择对容量的影响  41-44
    4.3.2 LOS 环境下仿真分析不同系统条件下信噪比对容量的影响  44-45
    4.3.3 LOS 环境下仿真分析不同天线数目下信噪比对容量的影响  45-47
    4.3.4 LOS 环境下仿真分析频率对信道容量的影响  47-48
    4.3.5 LOS 环境下仿真分析距离对功率以及路径损耗的影响  48-50
    4.3.6 NLOS 环境下仿真并与LOS 进行对比  50-54
  4.4 本章小结  54-56
第五章 MIMO-UWB 室内多径信道的仿真和分析  56-64
  5.1 MIMO-UWB 的仿真意义  56-57
  5.2 频带分割  57
  5.3 用UWB 信号仿真分析室内MIMO 信道  57-63
    5.3.1 UWB 室内多径信道模型的参数介绍  57-58
    5.3.2 仿真环境描述  58
    5.3.3 UWB 发送信号选取  58-59
    5.3.4 仿真信道传输特性和信道输出  59-62
    5.3.5 仿真结果分析  62-63
  5.4 本章小结  63-64
第六章全文总结  64-66
  6.1 研究工作及内容回顾  64-65
  6.2 展望前景  65-66
致谢  66-67
参考文献  67-70

基于镜像法的MIMO信道研究

内容摘要

全文目录

相似论文