發(fā)布時間：2017-12-21 13:59

  本文關鍵詞：緊湊型MIMO天線陣列空間衰落相關性模型分析及其性能研究　出處：《南京信息工程大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：多輸入多輸出(MIMO)是一種在無線通信系統(tǒng)的收發(fā)端部署多個天線的技術。與傳統(tǒng)的單輸入單輸出(SISO)系統(tǒng)相比,MIMO能有效地克服環(huán)境造成的干擾,在同等傳輸條件下能夠獲得更大的信道容量,從而獲取更好的信號傳輸質量。由于現(xiàn)實無線傳輸環(huán)境中的發(fā)射機和接收機尺寸受到嚴格限制,并且空間散射體不足夠豐富,因此多天線系統(tǒng)的各個天線陣元間并不是相互獨立的,它們之間存在著相關性,這將在一定程度上影響天線系統(tǒng)的性能。隨著緊湊型天線陣列需求日益提高,相關性對于系統(tǒng)的影響更加顯著,因此分析空間衰落相關性(SFC)對于MIMO天線系統(tǒng)的影響有著重要的意義。本文重點研究了不同天線陣列建模導致的空間衰落相關性變化,進而產生對于信道容量的影響,從而客觀地評估天線陣列模型對于系統(tǒng)傳輸性能的影響。全文包括以下幾個方面。第一,以均勻分布的線性天線陣列為模型,推導出在均勻、高斯和拉普拉斯三種角能量分布條件下的空間衰落相關性精確計算公式,分析方位角參數(shù)對于相關性的影響,并推導出相關性的近似計算公式,以減小運算量,提高分析效率。分析仿真結果表明,空間相關性隨著陣元距離減小、中心到達角減小或者到達角擴展增大而增大。第二,在二維天線陣列模型考慮方位角中心到達角和角度擴展對于相關性影響的基礎上引入仰角參數(shù),進一步構建出均勻線性、圓形和矩形陣列模型,推導出其在均勻分布條件下的空間衰落相關性方程。通過仿真可以看到在不同參數(shù)條件下三種陣列模型的空間相關性有著顯著的差異。第三,對比傳統(tǒng)標量傳感器構成的MIMO天線陣列模型,提出一種可以充分獲取信號多維極化信息的電磁矢量傳感器(EVS)并引入構成MIMO天線陣列,在前述三種模型條件下推導其空間衰落相關性計算方程。仿真結果證明相比基于標量傳感器的天線陣列,其在抑制相關性方面表現(xiàn)得更優(yōu)秀。第四,通過推導計算使用不同陣列模型的MIMO天線系統(tǒng)的信道容量,直觀地表現(xiàn)出不同條件下各種陣列的性能優(yōu)劣。
【學位授予單位】：南京信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN820.15
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本文編號：1315939