【摘要】：無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)正在向第五代邁進(jìn)。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,數(shù)據(jù)爆炸式增長(zhǎng),為了應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn),5G必須在關(guān)鍵技術(shù)上做出突破。其中無(wú)線傳輸技術(shù)是重點(diǎn),而在無(wú)線傳輸技術(shù)中受到關(guān)注的熱門(mén)技術(shù)是多天線技術(shù)(Multiple Input Multiple Output,MIMO)。MIMO技術(shù)主要的擴(kuò)展方向是天線的維度和數(shù)量,如果維度上擴(kuò)展到垂直維度,則成為3D MIMO;如果大量增加收發(fā)端天線數(shù)量,則成為Massive MIMO。現(xiàn)有的可用于無(wú)線通信的傳統(tǒng)頻帶頻譜資源相較于需求已經(jīng)非常吃緊,目前許多研究已經(jīng)在高頻段如:毫米波段展開(kāi)。雖然很多研究者將目光轉(zhuǎn)向了其他頻段,但是這并非意味著無(wú)線通信的傳統(tǒng)工作頻段不再需要進(jìn)一步研究。5G中的MIMO技術(shù)的規(guī)模和維度都有了極大擴(kuò)展,在熱門(mén)傳統(tǒng)頻段如:3.5 GHz,想要深入了解實(shí)際的MIMO信道狀態(tài),開(kāi)展這些頻段的實(shí)際信道測(cè)量是一種很有效的方式。對(duì)于信道測(cè)量,測(cè)量場(chǎng)景也是需要考慮的關(guān)鍵一環(huán)。5G中定義了未來(lái)主要的典型部署場(chǎng)景,其中室內(nèi)傳播環(huán)境中主要關(guān)注室內(nèi)熱點(diǎn)(Indoor Hotspot,InH)和室內(nèi)辦公(Indoor Office)場(chǎng)景,室外傳播環(huán)境中主要關(guān)注城市微小區(qū)(Urban Micro Cell,UMi)、城市宏小區(qū)(Urban Macro Cell,UMa)等場(chǎng)景,此外值得重點(diǎn)關(guān)注的是室外到室內(nèi)(outdoor to indoor,021)場(chǎng)景,未來(lái)室內(nèi)服務(wù)需求會(huì)是主要的增長(zhǎng)部分,占到總服務(wù)需求的50%以上。本文基于InH和UMi、UMa、02I場(chǎng)景的實(shí)測(cè)信道數(shù)據(jù),對(duì)3D MIMO和Massive MIMO信道傳播特性進(jìn)行了研究,對(duì)其系統(tǒng)性能的影響因素進(jìn)行了研究。具體的研究點(diǎn)包括:(1)研究InH場(chǎng)景下3D MIMO信道參數(shù)自相關(guān)和互相關(guān)特性。首先完成信道測(cè)量平臺(tái)搭建,并進(jìn)行InH場(chǎng)景的3D MIMO信道測(cè)量,測(cè)量平臺(tái)的中心頻率設(shè)置為3.5GHz,頻帶帶寬為200MHz,發(fā)射天線采用32陣元的全向天線陣列,接收天線采用56陣元的全向天線陣列。然后基于測(cè)量數(shù)據(jù)完成參數(shù)提取,計(jì)算參數(shù)的自相關(guān)性和參數(shù)間互相關(guān)性,可以得到參數(shù)的自相關(guān)距離并與3GPP提出的建模方法進(jìn)行了對(duì)比。(2)研究不同場(chǎng)景下Massive MIMO信道傳播特性和性能。搭建信道測(cè)量平臺(tái),完成UMi、UMa、021場(chǎng)景的Massive MIMO測(cè)量。提取參數(shù)后進(jìn)行分析,主要研究Massive MIMO信道的角度擴(kuò)展、信道矩陣奇異值分布及信道容量。角度擴(kuò)展和奇異值分布均能反映Massive MIMO子信道相關(guān)性,子信道相關(guān)性會(huì)影響Massive MIMO信道容量。在進(jìn)行分析時(shí),著重對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行信道容量的分析,通過(guò)對(duì)比不同條件下信道容量結(jié)果,研究傳播環(huán)境、帶寬、天線數(shù)目和結(jié)構(gòu)的影響。(3)驗(yàn)證不同場(chǎng)景下Massive MIMO有利傳播成立的條件。作為研究Massive MIMO系統(tǒng)的一項(xiàng)重要特性,有利傳播條件(Favorable Propagation Condition,FPC)主要指子信道向量的相互正交性。在本文中,結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的角度擴(kuò)展值,驗(yàn)證具體場(chǎng)景中Massive MIMO有利傳播成立的條件。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN929.5
【圖文】：

先進(jìn)行有針對(duì)性的信道測(cè)量，由此掌握真實(shí)信道的特征，給予設(shè)計(jì)工作參逡逑考和依據(jù)，更準(zhǔn)確地建模信道。逡逑基于不同的場(chǎng)景，在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中，在收發(fā)端配置天線，天線的不同類型、逡逑不同數(shù)目都在測(cè)量方案中確定。針對(duì)特定的某個(gè)場(chǎng)景，與信道有關(guān)的統(tǒng)計(jì)參數(shù)分逡逑為大尺度和小尺度參數(shù)。本章首先將介紹信道測(cè)量。然后對(duì)信道測(cè)量設(shè)備和天線逡逑類型配置，基本原理進(jìn)行介紹。逡逑２．１設(shè)備說(shuō)明逡逑２．１．１信道探測(cè)器逡逑信道探測(cè)器是用來(lái)探測(cè)信道的設(shè)備，信道探測(cè)器有幾種不同類型，這些O)器逡逑接收端輸出的是時(shí)變的信道沖擊響應(yīng)（Ｃｈａｎｎｅｌ邋Ｉｍｐｏｓｅ邋Ｒｅｓｐｏｎｓｅ，ＣＩＲ）或者時(shí)變逡逑的頻率響應(yīng)，兩者為傅里葉變換對(duì)。在測(cè)量過(guò)程中，信號(hào)從發(fā)射機(jī)產(chǎn)生，然后經(jīng)逡逑過(guò)調(diào)制，混頻等步驟后，通過(guò)發(fā)射天線發(fā)送，在真實(shí)環(huán)境中傳播。接收機(jī)在信號(hào)逡逑通過(guò)信道傳播到達(dá)時(shí)接收信號(hào)，通過(guò)解調(diào)制等步驟，得到需要的信號(hào)后，通過(guò)采逡逑集設(shè)備至情＿\(yùn) 查＿情＿元中。信道測(cè)量的譚亨里ub更？．．．．．．．．．．．．逡逑

或信道頻率響應(yīng)。本文主要采用伊萊比特（Ｅｌｅｋｔｒｏｂｉｔ）公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的ＰｒｏｐＳｏｕｎｄ逡逑ＣＳ，ｓｏｕｎｄ即為“探測(cè)”的含義。ＰｒｏｐＳｏｕｎｄＣＳ是一種時(shí)域信道探測(cè)器，可用于逡逑寬帶多天線時(shí)域信道探測(cè)。發(fā)射機(jī)和接收機(jī)及存儲(chǔ)單元如圖２－２所示。基于實(shí)驗(yàn)逡逑室在使用這套設(shè)備上也有著多年經(jīng)驗(yàn)。本課題研宄采用了邋ＰｒｏｐＳｏｕｎｄ邋ＣＳ設(shè)備來(lái)逡逑采集信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。逡逑（ａ）發(fā)射機(jī)邐（ｂ）接收機(jī)和存儲(chǔ)單元逡逑圖２－２設(shè)備示意圖［３６］逡逑２．１．２設(shè)備工作流程逡逑ＰｒｏｐＳｏｕｎｄ邋ＣＳ邋是一個(gè)基于時(shí)分復(fù)用（Ｔｉｍｅ邋Ｄｉｖｉｓｉｏｎ邋Ｍｕｌｉｔｐｌｅｘｉｎｇ，邋ＴＤＭ）模逡逑式的可用于ＭＩＭＯ測(cè)量的相關(guān)信道測(cè)試儀，其系統(tǒng)構(gòu)成如圖２－２所示。對(duì)于相逡逑關(guān)測(cè)試儀如Ｐｒｏｐｓｏｕｎｄ邋ＣＳ：逡逑發(fā)射設(shè)備：ＰｒｏｐＳｏｕｎｄＣＳ采用的基帶信號(hào)是偽隨機(jī)（Ｐｅｓｕｄｏ－Ｎｏｉｓｅ，ＰＮ）序逡逑列�；鶐盘�(hào)需要進(jìn)行調(diào)制，可選的調(diào)制方式如：ＢＰＳＫ。然后經(jīng)上變頻器將調(diào)逡逑制信號(hào)搬移到所需載頻，形成指定帶寬的寬帶信號(hào)。接著通過(guò)功率放大器增強(qiáng)信逡逑號(hào)強(qiáng)度，具體發(fā)射功率大小應(yīng)依據(jù)規(guī)劃的測(cè)量區(qū)域大小計(jì)算確定閾值，這一步主逡逑要使得信號(hào)能夠經(jīng)過(guò)傳輸后到達(dá)接收端時(shí)，不至于被淹沒(méi)在噪聲中，而無(wú)法得到逡逑有效的輸出。射頻信號(hào)通過(guò)發(fā)射天線發(fā)射

或信道頻率響應(yīng)。本文主要采用伊萊比特（Ｅｌｅｋｔｒｏｂｉｔ）公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的ＰｒｏｐＳｏｕｎｄ逡逑ＣＳ，ｓｏｕｎｄ即為“探測(cè)”的含義。ＰｒｏｐＳｏｕｎｄＣＳ是一種時(shí)域信道探測(cè)器，可用于逡逑寬帶多天線時(shí)域信道探測(cè)。發(fā)射機(jī)和接收機(jī)及存儲(chǔ)單元如圖２－２所示�；趯�(shí)驗(yàn)逡逑室在使用這套設(shè)備上也有著多年經(jīng)驗(yàn)。本課題研宄采用了邋ＰｒｏｐＳｏｕｎｄ邋ＣＳ設(shè)備來(lái)逡逑采集信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。逡逑（ａ）發(fā)射機(jī)邐（ｂ）接收機(jī)和存儲(chǔ)單元逡逑圖２－２設(shè)備示意圖［３６］逡逑２．１．２設(shè)備工作流程逡逑ＰｒｏｐＳｏｕｎｄ邋ＣＳ邋是一個(gè)基于時(shí)分復(fù)用（Ｔｉｍｅ邋Ｄｉｖｉｓｉｏｎ邋Ｍｕｌｉｔｐｌｅｘｉｎｇ，邋ＴＤＭ）模逡逑式的可用于ＭＩＭＯ測(cè)量的相關(guān)信道測(cè)試儀，其系統(tǒng)構(gòu)成如圖２－２所示。對(duì)于相逡逑關(guān)測(cè)試儀如Ｐｒｏｐｓｏｕｎｄ邋ＣＳ：逡逑發(fā)射設(shè)備：ＰｒｏｐＳｏｕｎｄＣＳ采用的基帶信號(hào)是偽隨機(jī)（Ｐｅｓｕｄｏ－Ｎｏｉｓｅ，ＰＮ）序逡逑列�；鶐盘�(hào)需要進(jìn)行調(diào)制，可選的調(diào)制方式如：ＢＰＳＫ。然后經(jīng)上變頻器將調(diào)逡逑制信號(hào)搬移到所需載頻，形成指定帶寬的寬帶信號(hào)。接著通過(guò)功率放大器增強(qiáng)信逡逑號(hào)強(qiáng)度，具體發(fā)射功率大小應(yīng)依據(jù)規(guī)劃的測(cè)量區(qū)域大小計(jì)算確定閾值，這一步主逡逑要使得信號(hào)能夠經(jīng)過(guò)傳輸后到達(dá)接收端時(shí)，不至于被淹沒(méi)在噪聲中，而無(wú)法得到逡逑有效的輸出。射頻信號(hào)通過(guò)發(fā)射天線發(fā)射

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本文編號(hào)：2752849