收藏本站
《北京邮电大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

新型网络结构下MIMO信道测量与建模研究

聂欣  
【摘要】: 为了满足IMT-Advanced系统高数据率传输的需要,首先需要为IMT-Advanced系统寻找足够的频谱,其次需要使用MIMO等高频谱利用率的物理层传输技术,最后则需要采用新的网络结构。基于中继的通信系统与传统蜂窝网络相比,具有降低功耗、改善覆盖、提高数据率和增强分集增益的优点,被认为是最有效的IMT-Advanced候选方案之一无线信道的测量和建模是传输技术研究与评估、通信系统实现与部署的基础,因此在IMT-Adavanced分配或者候选频段内,以及在新型网络结构下,进行信道测量和建模是非常必要的。本论文主要围绕中继系统的宽带MIMO信道测量和建模,按照实地测量、统计分析、模型建立的思路,理论分析与实地测量相结合完成研究工作。论文的主要工作和创新点包括: (1)基于实测数据的信道性能分析方法和框架:MIMO和中继性能的研究吸引了广泛的关注,但是目前的理论研究所假设的信道状况较为理想,导致理论预测的性能与系统在真实传播环境中所能达到的实际性能存在偏差。现场测量获得的信道包含了传播环境的细节,因此基于实测信道进行的性能分析和预测具有较高的准确性,但是关于如何从实测信道获得系统的性能,目前还没有完整的方法和框架。为了对MIMO和中继在实际传播环境中的性能进预测和验证,提出并建立了基于实测信道进行性能分析的方法和框架,推导了重要信道性能的表达式,从信道增益、信号相关性、特征值分布、容量、分集复用折中等角度对实测信道的性能进行分析。基于建立的性能分析框架,研究了室内热点和室外中继场景信道的统计特性和性能,比较了三种传输方案(直接传输、放大转发和解码转发)在实际传播环境的信噪比、空间分集和容量,分析了传播环境对于系统性能的影响。 (2)倾斜极化天线阵列的空间和互极化联合相关性研究:倾斜极化天线阵列利用了空间和互极化带来的解相关效果,可以有效降低信号相关性,提高系统性能。但是由于目前尚没有相应的理论表达式,倾斜极化天线阵列不同天线的信号相关性只能通过仿真或者测量得到,信道参数对相关性的影响也未完全明确。针对MIMO系统使用倾斜极化天线阵列的情况,基于3GPP SCM模型,推导了任意天线倾角和间距时,由空间相关性和互极化性联合贡献的信号相关性的表达式,并给出了大角度扩展和小角度扩展时的低复杂度近似表达式。推导了信号相关性随天线配置(间距、倾角)和信道参数(角度扩展、交叉极化鉴别率)变化的表达式。通过仿真验证了表达式的正确性,分析了准确表达式和近似表达式的应用范围,研究了不同天线配置信号相关性的变化规律。最后推导了天线倾角与天线间距的等效关系。 (3)中继信道统计特性研究:中继天线一般低于基站天线,高于移动台天线。天线高度的改变导致传播环境不同于传统的基站与移动台链路。但是目前还没有在IMT-Advanced频段内进行MIMO中继信道测量的结果。对于MIMO中继系统性能有着重要影响的极化和空间特性还没有相关研究,因此,基于传统的基站与移动台链路获得的信道参数统计特性的适用性,以及中继信道参数的新特性值得深入探讨。根据实测数据和信道参数估计的结果,比较了中继信道三条链路的空间和极化特性,使用最小二乘估计获得交叉极化鉴别率和角度功率谱的分布。提出了使用多簇拉普拉斯分布描述角度功率谱。给出了交叉极化鉴别率随距离变化的经验公式。推导了信号相关性关于多簇拉普拉角度功率谱和交叉极化鉴别率的公式。根据推导的公式和实测获得的参数值,分析了不同链路的天线配置在实际传播环境中的信号相关性,为基站、中继和移动台的天线配置提供了指导。 (4)簇内统计统计特性和传播机制研究以及簇识别和簇跟踪方法的改进:目前主要的信道模型均基于簇,最新的信道模型根据传播机制对不同类型的簇分配不同的参数。但现有的测量和研究尚未涉及RS(?)MS链路的簇内统计特性和传播机制。因此,根据信道参数估计的结果,对多经分量进行簇识别和簇跟踪。基于簇分析了RS(?)MS链路的簇内统计特性和传播机制。提出了多维距离簇心初始化方法,使用归一化正交距离作为距离的量度。提出了基于反射机制和自动跟踪相结合的簇跟踪算法。本部分工作为基于簇的信道建模和参数化提供基础。 本文涉及室内热点场景和室外中继场景的测量结果分别被ITU-R和3GPP-LTE+组织接受,提出的方法可以广泛应用于信道测量和建模工作,测量和分析结果可以为IMT-Advanced性能评估和系统部署提供参考。以上研究工作可以为中国未来IMT-Advanced系统的仿真、评估和网络规划提供可靠的研究基础。
【学位授予单位】:北京邮电大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TN929.5

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 许锐锋;关建新;;多天线系统中的波束形成原理辨析[J];舰船电子工程;2011年09期
2 张伟岗;尚宇;;空时编码在OFDM系统中的应用[J];电子科技;2011年09期
3 李美艳;;MIMO系统中ZF算法实现[J];信息通信;2011年04期
4 刘洋;郑福军;;无源雷达定位技术及发展趋势[J];科技信息;2011年16期
5 刘晓鹏;陈西宏;刘强;;MIMO技术在对流层散射通信中的性能分析[J];电子科技;2011年09期
6 曾宇辉;尚鹏;朱光喜;吴伟民;;一种基于斜投影的预编码技术研究[J];计算机科学;2011年09期
7 吴小花;仰枫帆;;新型卫星导航系统的MIMO抗干扰研究[J];无线电工程;2011年09期
8 程炜;;基于MIMO系统的干扰对准技术研究[J];湛江师范学院学报;2011年03期
9 李碧青;姜兴;;一种适用于MIMO系统的宽带小型化天线[J];桂林电子科技大学学报;2011年03期
10 李正辉;周春晖;张焱;肖立民;粟欣;黄联芬;;机舱内分布式MIMO系统信道容量分析[J];通信技术;2011年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王朝阳;朱瑞平;;用于无线通信的宽带双极化MIMO天线设计[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
2 牛凯;贺志强;王晓湘;吴伟陵;;MIMO迭代接收的进展[A];通信理论与信号处理新进展——2005年通信理论与信号处理年会论文集[C];2005年
3 顾敬民;梁涛;于勇;;一种新的MIMO发射功率分配算法研究[A];通信理论与信号处理新进展——2005年通信理论与信号处理年会论文集[C];2005年
4 于翠波;李道本;;MIMO在HCS中应用的研究[A];现代通信理论与信号处理进展——2003年通信理论与信号处理年会论文集[C];2003年
5 潘成康;蔡跃明;徐友云;;基于最小速率的MIMO多接入信道容量和最优功率分配策略[A];第九届全国青年通信学术会议论文集[C];2004年
6 朱秋琴;张天平;杨月全;;一种改进的MIMO时滞系统的自适应神经网络控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 张利军;张蕊;杨红;;基于散射体分布MIMO信道模型的均匀线阵与圆阵性能比较[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
8 肖瑛;刘国枝;李振兴;;水声通信中自适应的MIMO/OFDM系统研究[A];中国声学学会2005年青年学术会议[CYCA'05]论文集[C];2005年
9 孙宇昊;王刚;刘海涛;李道本;;基于较强干扰码的新MIMO CDMA系统[A];通信理论与信号处理新进展——2005年通信理论与信号处理年会论文集[C];2005年
10 武翠琴;李艾华;张振仁;;MIMO网络化控制系统的分析和建模[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 琇文;MIMO战已经开打 未来将无所不在[N];电子资讯时报;2005年
2 ;我爱MIMO[N];网络世界;2004年
3 国家知识产权局知识产权发展研究中心 王雷 国家知识产权局专利局 戴妮;中国已成MIMO专利第四大原创国[N];通信产业报;2008年
4 勤誉;WLAN企业高唱MIMO[N];电子资讯时报;2005年
5 高愉;MIMO增强无线性能[N];中国计算机报;2003年
6 杨阿昭;MIMO推动Wi-Fi[N];中国计算机报;2004年
7 ;MIMO开辟多条无线快车道[N];网络世界;2004年
8 ;WLAN加入安全、管理元素[N];中国计算机报;2005年
9 CPW记者 张戈;NETGEAR MIMO G 改善无线网络环境[N];电脑商报;2005年
10 陈代寿;MIMO提高信道容量[N];中国计算机报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 聂欣;新型网络结构下MIMO信道测量与建模研究[D];北京邮电大学;2010年
2 张明;宽带多天线无线传播信道的特性、测量和建模研究[D];北京邮电大学;2008年
3 林辉;多用户分布式网络MIMO技术的研究[D];北京邮电大学;2011年
4 林辉;多用户分布式网络MIMO技术的研究[D];北京邮电大学;2011年
5 王鹏;多极化MIMO通信系统中信道传播特性与天线的研究[D];清华大学;2010年
6 阎磊;MIMO多载波系统的物理层关键技术研究[D];天津大学;2009年
7 廖昕;MIMO无线通信系统的跨层设计研究[D];北京邮电大学;2010年
8 王阶;MIMO系统中的定向干扰抑制研究[D];电子科技大学;2010年
9 夏欣;多用户MIMO系统中的预编码及用户调度技术研究[D];电子科技大学;2010年
10 张永顺;MIMO双基地雷达目标参数测量方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王乐菲;基于虚拟MIMO的低能耗无线传感器网络的研究[D];山东大学;2010年
2 梁国栋;MIMO准正交空时码算法研究及改进设计[D];电子科技大学;2010年
3 董芃;基于有限反馈的MIMO系统线性预编码研究[D];电子科技大学;2010年
4 黄碧翔;宽带时变MIMO信道建模仿真研究[D];云南大学;2010年
5 伊布拉;基于波束成型的MIMO系统容量分析[D];华中科技大学;2010年
6 王利勇;MIMO检测算法的研究与实现[D];西安电子科技大学;2010年
7 徐栋梁;基于3GPP SCM的 MIMO信道建模和信道参数估计[D];天津大学;2010年
8 胡国庆;MIMO系统的终端天线耦合研究[D];西安电子科技大学;2011年
9 云峻岭;MIMO信道特征研究及其硬件实现[D];北京邮电大学;2011年
10 弓风;多用户MIMO中继系统中的线性滤波器设计[D];北京邮电大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026