本文關(guān)鍵詞：三維空間信道模型及其性能評估

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【摘要】：多輸入多輸出(MIMO)是下一代移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)之一。三維(3D)波束成型是一種富有潛力的MIMO技術(shù)方案。它通過動(dòng)態(tài)的天線陣列來控制天線的輻射方向,使得天線的輻射方向更具有指向性,從而增強(qiáng)覆蓋范以及提高小區(qū)邊緣的通信質(zhì)量,同時(shí)能夠增加小區(qū)內(nèi)用戶的安全容量�；径瞬捎�3D MIMO可以更準(zhǔn)確的對垂直維度的到達(dá)角進(jìn)行建模,即三維空間信道的建模。本文主要研究適宜不同場景的三維空間信道模型。論文的主要工作包括:(1)概述了MIMO技術(shù)相關(guān)概念以及二維空間信道模型(2D SCM)的基本原理,3GPP25.996技術(shù)規(guī)范涉及了二維空間信道模型,它主要考慮了水平維度的角度功率譜,未考慮垂直維度的功率譜,當(dāng)垂直維度角度比較明顯的情況下(比如基站端天線采用3D MIMO),2D SCM可能會(huì)帶來錯(cuò)誤的分析結(jié)果,因此要對2D SCM進(jìn)行改進(jìn)。(2)針對2D SCM沒有考慮垂直維度功率譜的缺陷,提出第一種改進(jìn)的適合室外-室內(nèi)傳播場景的三維空間信道模型(3D SCM),在該種模型下評估了基站下傾角、收發(fā)天線數(shù)以及3D與2D功率比值等不同系統(tǒng)參數(shù)對互信息速率的影響。然后提出一種下傾角自適應(yīng)的干擾控制方案,即通過實(shí)現(xiàn)2個(gè)臨近基站的波束協(xié)調(diào),來改善小區(qū)邊緣用戶的室內(nèi)覆蓋。(3)在2D SCM的基礎(chǔ)上提出第二種適合室外傳播場景的三維信道模型,在該種模型下評估了不同的基站高度、移動(dòng)臺(tái)高度、載波頻率等系統(tǒng)參數(shù)下對小區(qū)用戶的安全容量的影響,對比了在2D SCM和3D SCM兩種信道模型下安全容量的改變。并且考慮了當(dāng)有相鄰小區(qū)干擾時(shí),小區(qū)內(nèi)用戶安全容量的改變。最后提出一種基于人工噪聲的3D SCM信道模型的加密算法。(4)在3D SCM的基礎(chǔ)上詳細(xì)的研究了基站端天線采用面陣的三維空間信道模型。其次,研究了角度擴(kuò)展(AS)和交叉極化鑒別值(XPD)對互信息性能的影響,并且對比了線陣(ULA)和面陣(UPA)的性能。接著對比了2D MIMO和3D MIMO互信息性能。最后研究了在小區(qū)邊緣,基站下傾角對小區(qū)覆蓋范圍的影響。
【關(guān)鍵詞】：3D波束成型 交叉極化 SCM MIMO
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 專用術(shù)語注釋表9-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 三維空間信道模型研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容13
• 1.4 論文的結(jié)構(gòu)安排13-15
• 第二章 三維空間信道模型相關(guān)技術(shù)15-25
• 2.1 電磁波基本概念15
• 2.2 MIMO技術(shù)15-17
• 2.3 波束成型17-20
• 2.4 城市傳播模型20-23
• 2.4.1 Hata實(shí)際模型和Hata實(shí)際模型的修正表達(dá)式21-22
• 2.4.2 COST 231理論模型22-23
• 2.5 WINNERⅡ信道簡介23-24
• 2.6 本章小節(jié)24-25
• 第三章 適應(yīng)于室外到室內(nèi)環(huán)境的 3D SCM25-36
• 3.1 雙極化天線25-26
• 3.2 2D簡化的雙極化SCM信道模型26-28
• 3.3 3D簡化的雙極化SCM信道模型28-30
• 3.4 一種城市傳播場景30-31
• 3.5 一種干擾協(xié)調(diào)方案31-32
• 3.6 MIMO信道容量仿真及分析32-35
• 3.6.1 2D和 3D SCM性能仿真32
• 3.6.2 不同系統(tǒng)參數(shù)對三個(gè)地理區(qū)域覆蓋的影響32-34
• 3.6.3 室內(nèi)覆蓋的干擾協(xié)調(diào)34-35
• 3.7 本章小結(jié)35-36
• 第四章 適應(yīng)于城市宏小區(qū)環(huán)境的 3D SCM36-47
• 4.1 簡化的 2D SCM信道模型36-37
• 4.2 簡化的 3D SCM信道模型37-38
• 4.3 一種城市微小區(qū)傳播場景38-40
• 4.4 基于人工噪聲的 3D SCM信道模型的加密算法40-42
• 4.5 相鄰小區(qū)干擾對安全容量的影響42-43
• 4.6 仿真結(jié)果和分析43-46
• 4.6.1 系統(tǒng)參數(shù)對安全容量的影響43-44
• 4.6.2 基于人工噪聲的 3D SCM信道模型的加密算法仿真44-45
• 4.6.3 相鄰小區(qū)干擾對安全容量的影響45-46
• 4.7 本章小結(jié)46-47
• 第五章 基于面陣的三維雙極化MIMO空間信道模型47-57
• 5.1 采用UPA的 3D信道模型47-49
• 5.2 采用ULA的 3D信道模型49-50
• 5.3 天線陣元端口映射50-51
• 5.4 城市傳播場景和系統(tǒng)參數(shù)評估51-53
• 5.5 模擬仿真結(jié)果與分析53-56
• 5.5.1 基于UPA的不同角度擴(kuò)展的互信息性能對比53
• 5.5.2 基于UPA的不同XPD值的互信息性能對比53-54
• 5.5.3 基于UPA的不同收發(fā)天線數(shù)的互信息性能對比54-55
• 5.5.4 基于UPA的不同下傾角的互信息性能對比55-56
• 5.6 本章小結(jié)56-57
• 第六章 總結(jié)與展望57-59
• 6.1 本文研究工作總結(jié)57-58
• 6.2 進(jìn)一步的工作和建議58-59
• 參考文獻(xiàn)59-61
• 附錄1 程序清單61-62
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文62-63
• 附錄3 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目63-64
• 致謝64

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1 張正文;卓露;劉江濤;張永杰;;適用于350M集群信道的經(jīng)典信道模型[J];湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2010年05期

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5 王群;王U，

本文編號：854461