一种分布式多入多出(MIMO)信道的容量研究

分布式MIMO系统结合了点对点MIMO信道与分布式天线系统两者的特点，能改善链路的质量，提高覆盖面积。本文提出了一种包含路径损耗、阴影衰落与小尺度衰落的分布式MIMO信道模型，分析推导了采用该模型时的分布式MIMO信道容量。通过计算机仿真，研究分析了阴影衰落、Rice信道因子K等因素对分布式MIMO上行信道容量的影响，得出了分布式MIMO信道容量空间分布的特点。     

室内MIMO系统采用极化分集时的信道容量

典型的室内传播信道为莱斯衰落信道,可将其分解为LOS传播信道和散射信道.本文假设散射信道为瑞利衰落信道,并根据天线的极化特性,给出了存在极化分集时的LOS传播信道.基于此,本文提出了室内MIMO系统采用极化分集时的信道模型.研究表明:极化分集可以有效提高MIMO信道容量.     

空时相关复合衰落多输入多输出信道模型研究

针对多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)无线传播环境,综合考虑路径损耗、阴影衰落和多径衰落影响,提出一种基于Nakagami-Lognormal分布的相关复合衰落MIMO信道模型,推导并获得各信道自相关和互相关系数的理论表达式;提出一种基于谐波叠加思想的复合衰落MIMO信道仿真方法,并分析了该方法输出信道衰落的空时相关特性.数值仿真结果表明:仿真模型输出统计特性均与理论模型吻合;各子信道之间存在互相关性且随阴影衰落方差减小而下降,而自相关性则呈现快速起伏并缓慢下降的特性.     

基于Kronecker法的MIMO信道模拟及硬件实现

针对多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）无线通信系统,在基于Kronecker 的MIMO信道模型中综合考虑了路径损耗、阴影衰落和多径衰落等因素,实现了基于现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）的MIMO信道模拟器,并分析了硬件设计方案以及MIMO信道模拟的实现方法。实测结果表明,设计的MIMO信道模拟器可以模拟瑞利衰落、莱斯衰落以及阴影衰落等常见的信道衰落类型,能够应用于3GPP、COST-207等标准信道模型的复现。该模拟器可作为无线通信系统研究的测试设备,辅助通信系统研究的算法验证、方案优化以及性能分析。     

分布式天线系统MIMO信道容量分析

结合了分布式天线系统和MIMO信道特点的分布式MIMO系统可以改善覆盖特性,提高系统容量。提出了包含路径损耗、快衰落和阴影衰落的两层分集分布式MIMO系统。对MIMO信道容量的分析表明,分布式MIMO系统具有良好的信道容量均匀覆盖特性。与传统集中式天线系统相比,分布式MIMO系统可以获得更好的小区平均信道容量。对下行信道容量的数值分析表明,由于“充水”方式功率分配可以充分利用MIMO信道信息,此时的分布式MIMO系统可以比等功率分配条件下的分布式天线系统多获得0.25bit/(s·Hz)每发送天线的信道容量增量。     

蒸发波导超视距信道建模及容量估计

为衡量海上蒸发波导环境下的超视距通信系统性能,提出了一种超视距信道建模方法及容量估计方案. 基于蒸发波导折射率模型和抛物方程（parabolic equation, PE）模型研究电波沿海面蒸发波导信道传播的大尺度衰落特性,结合统计性模型研究其小尺度衰落特性,形成基于电磁仿真和统计规律的混合蒸发波导信道模型,并由此推导出系统信道容量的估算方案. 对实际海面传播环境进行电磁建模,计算了蒸发波导环境中的路径损耗分布和多天线系统的信道容量,量化了使用多输入多输出（multiple-input multiple-output, MIMO）技术带来的超视距传播性能提升. 仿真结果表明,在蒸发波导环境中采用MIMO技术能够有效地提升信道容量,实现较好的超视距传播效果. 本文结果对海上超视距通信系统的应用及性能评估具有重要意义.     

频率选择性衰落MIMO信道容量分析

随着传输速率越来越高,信号所占用的带宽越来越宽,实际信道呈现出频率选择性衰落特性.根据频率选择性衰落信道特性,建立了频率选择性衰落MIMO信道模型,采用频域和时域的方法研究了在频率选择性衰落下,发射端已知和未知信道状态信息的MIMO信道容量,并给出了相关的仿真结果.研究结果表明:在相同发射功率和传输带宽下,MIMO系统可以不牺牲信号带宽而显著提高信道的容量,并且天线数量和输入信噪比的大小对信道容量具有不同的影响.研究结果为如何提高频率选择性衰落环境下MIMO信道容量提供了依据.     

基于空间信道模型的MIMO系统建模与仿真

研究了基于空间信道模型(SCM)的空域相关矩阵,搭建了MIMO通信信道仿真平台,同时考虑时延扩散、多普勒效应、波达方向及角度扩散等多种信道参数,通过蒙特卡罗方法计算了MIMO系统的信道容量、空时相关性、衰落特性及功率延迟分布特性.指出了在信道的去极化作用下,无线通信系统的多径衰落可以采用极化分集和天线分集等技术进行克服,平均入射角对系统性能起着关键的作用.     

LOS环境下散射体对MIMO信道特性的影响

针对室外视距(LOS)传输情况下的MIMO信道,结合电磁散射分析研究了典型散射体对MIMO信道性能的影响.该模型考虑了实践中常用的微带天线,并推导出在传输路径外存在圆柱电磁散射体条件下MIMO信道矩阵的解析公式,应用该公式分析了MIMO信道容量和矩阵条件数等特征参量.仿真结果表明,该模型能够描述出不同参数下信道特性的变化,对实际MIMO系统的设计有一定的参考意义.     

相关Rician衰落信道下紧凑MIMO系统的容量分析

研究了Rician衰落信道下采用紧凑型双偶极子阵列的MIMO系统容量,建立了相关Rician衰落信道下紧凑MIMO系统的模型,深入分析了天线互耦、空间相关性、功率分配方案以及信道衰落环境对信道容量的影响。数值结果表明天线间距较小时,互耦和相关性会导致信道容量的损失,而在某些情况下互耦和相关性的影响会使信道容量有所增加。