【摘要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國(guó)的通信水平也得到了飛速的發(fā)展。在近幾年我國(guó)的無(wú)線通信系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程中,多入多出(MIMO)技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。其中,MIMO信道所特有的空間特性對(duì)空間信號(hào)處理的關(guān)鍵性決定,只有做到對(duì)MIMO信道性能充分的認(rèn)識(shí),才能有效的信道的模型進(jìn)行因地制宜的建立,只有這樣才能真正高效的對(duì)信道容量進(jìn)行提升,從而保證MIMO信道建模順利的完成,并達(dá)到預(yù)期的效果。本文通過(guò)對(duì)無(wú)線通信MIMO信道建模的闡述,對(duì)基于無(wú)線通信的MIMO信道建模估計(jì)技術(shù)進(jìn)行了分析。
【關(guān)鍵詞】無(wú)線通信系統(tǒng)MIMO信道建模估計(jì)技術(shù)研究
在無(wú)線信道中,存在著許多路徑可以保證信息的傳播,因?yàn)闊o(wú)線信道的這個(gè)特點(diǎn),MIMO可以對(duì)其進(jìn)行充分的利用,并充分的發(fā)掘出這個(gè)路徑在空間建立并行傳播信息的通道,這樣就可以有效的避免寬帶和放射功率的不斷增加,在對(duì)資源進(jìn)行有效節(jié)省的情況下,對(duì)無(wú)線信號(hào)的傳播功率進(jìn)行效率的成功提高。作為現(xiàn)代通信行業(yè)技術(shù)上的重大突破,MIMO技術(shù)先進(jìn)的無(wú)線傳輸與信號(hào)處理使其已經(jīng)成為無(wú)線通信領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。
一、MIMO技術(shù)概述
MIMO技術(shù)又稱(chēng)為多入多出技術(shù),其英文翻譯是Multiple-Input Multiple-Out-put。MIMO系統(tǒng)是一項(xiàng)運(yùn)用于802.11n的核心技術(shù)。802.11n是IEEE繼802.11b\a\g后全新的無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù),速度可達(dá)600Mbps。同時(shí),專(zhuān)有MIMO技術(shù)可改進(jìn)已有802.11a/b/g網(wǎng)絡(luò)的性能。MIMO技術(shù)利用多天線來(lái)抑制信道衰落。根據(jù)收發(fā)兩端天線數(shù)量,相對(duì)于普通的SISO系統(tǒng),MIMO還可以包括SIMO系統(tǒng)。
二、無(wú)線通信系統(tǒng)中的MIMO信道
在MIMO技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中,其“輸入”和“輸出”都是相對(duì)于無(wú)線信道來(lái)說(shuō)的。在MIMO系統(tǒng)中,運(yùn)用多臺(tái)發(fā)射機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行向無(wú)線信道的“輸入”,然后再將這些信號(hào)的組合向多臺(tái)接收機(jī)中輸入,而信號(hào)組合的來(lái)源則是從無(wú)線信道中進(jìn)行“輸出”,并從中獲得相應(yīng)的性能增益。在實(shí)際的無(wú)線通信系統(tǒng)中,單一基站包含著對(duì)多根電線與多臺(tái)發(fā)射機(jī)的相連接,而單一移動(dòng)站也包含著對(duì)多臺(tái)接收機(jī)的多跟天線的相連接。并在上行鏈路也可以使用此類(lèi)相同的配制。
三、MIMO信道建模技術(shù)
對(duì)于傳統(tǒng)的MIMO研究來(lái)說(shuō),其研究過(guò)程都只局限于獨(dú)立的銳利信道,相對(duì)于其他信道空間內(nèi)的相關(guān)性研究來(lái)說(shuō),其他的信道的相關(guān)性研究相對(duì)比較缺乏,在實(shí)際的操作過(guò)程中,經(jīng)常會(huì)存在每一個(gè)天線單元之間都具有相互影響,就像是單元之間的間距,達(dá)波角度的擴(kuò)展等,因此,隨著其中相關(guān)性影響的不斷增加,就要重點(diǎn)對(duì)室外環(huán)境下的傳播模型進(jìn)行研究。假設(shè)移動(dòng)終端反射窄帶的信號(hào),同時(shí)也被均勻線性的基站天線所接收。
通常情況下,存在一個(gè)移動(dòng)環(huán)境,假設(shè)兩者之間的距離為d,而所在的位置為X=[x1,x2,…xn],則基站的天線所能夠接收的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)為R=[r1,r2,…rn],此時(shí)用s(t)來(lái)表示窄帶信號(hào),則在基帶上第i根天線上的接受信號(hào)為:(2)
在上述的公式中,gi(t)所表示的是在第i根單元天線的歸一方向,而P(Φ)代表的是達(dá)波功率的角譜,ni(t)則代表的是當(dāng)?shù)趇個(gè)零均值的加載復(fù)高斯噪音,u(Φ)指的是階躍函數(shù),并且在階躍函數(shù)里面還有參考數(shù)值D,而Φ0和Φ分別表示的是角度擴(kuò)展和射波束平均方位角。
通過(guò)相關(guān)的計(jì)算可以知道,無(wú)論是在Von Mises的分布下,還是在均勻分布的情況下,在Φ0參數(shù)相一致的情況下,具有相似的特性,簡(jiǎn)單的說(shuō)就是每一個(gè)的變化曲線都降區(qū)域分為兩個(gè)區(qū)域,上面區(qū)域的空間系數(shù)要小于0.3,而上面的空間系數(shù)則大于0.3,隨著天線間的距離不斷的增大,天線之間的距離相對(duì)應(yīng)的不同角度擴(kuò)展也能夠符合相應(yīng)的建模方法。
四、總結(jié)
綜上所述,本文的研究對(duì)象是對(duì)移動(dòng)終端所反射的窄帶信號(hào)被均勻分布的線性基站天線接收情況,并根據(jù)所研究的接收情況和室外環(huán)境空間信道傳播模型的考慮分析,建立相應(yīng)的MIMO信道模型,對(duì)以后MIMO的系統(tǒng)分析具有實(shí)際的應(yīng)用性,同時(shí)也更具廣泛性。
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