本文關(guān)鍵詞：大規(guī)模MIMO信道建模及傳播特性研究

  更多相關(guān)文章： 大規(guī)模MIMO 多環(huán)信道模型 多球面信道模型 3D MIMO 散射體簇可見性 到達角偏移 生滅過程

【摘要】：隨著人們對于無線通信業(yè)務(wù)需求的日益增強,大規(guī)模多輸入多輸出(MIMO, Multiple Input Multiple Output)技術(shù)作為MIMO技術(shù)的增強版得到了越來越廣泛的關(guān)注。在大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中,基站端一般配置幾十或幾百根天線,在同一時頻資源上同時服務(wù)多個終端用戶。大規(guī)模MIMO技術(shù)可以充分利用空間自由度,顯著地提升頻譜效率和數(shù)據(jù)鏈路的可靠性。本文針對大規(guī)模MIMO信道的傳播特性,研究大規(guī)模MIMO信道模型。首先,本文考慮二維場景下寬帶大規(guī)模MIMO信道建模問題。相比于傳統(tǒng)MIMO系統(tǒng),大規(guī)模MIMO不僅在系統(tǒng)性能上有顯著提高,而且信道傳播特性也有顯著區(qū)別。大規(guī)模陣列的使用,使得瑞利距離變大,從而出現(xiàn)近場效應(yīng)。在近場效應(yīng)作用下,大規(guī)模陣列上各天線的信號到達角出現(xiàn)偏移,平面波假設(shè)不再成立,同時由于散射體可視性的變化,天線陣列上出現(xiàn)了明顯的大尺度衰落；用戶間相關(guān)性也隨著天線數(shù)的增大而降低,使得信道更加接近于最佳傳播條件�；谏鲜龃笠�(guī)模MIMO信道的傳播特性,本文提出了一種寬帶大規(guī)模MIMO多環(huán)信道模型。將傳統(tǒng)單環(huán)信道模型中的散射體簇分布,拓展為路徑時延相關(guān)的多環(huán)幾何分布,并利用生滅過程,在陣列和時間兩個維度建模信道的非平穩(wěn)性。同時針對近場效應(yīng)的情況,不再考慮傳統(tǒng)MIMO信道模型中的平面波傳播方式,而是利用球面波傳播方式建模,以體現(xiàn)到達角偏移和更低的空間相關(guān)性等特性。.仿真結(jié)果表明,本文所提出的寬帶大規(guī)模MIMO多環(huán)信道模型,較好的體現(xiàn)了大規(guī)模MIMO信道的傳播特性。然后,本文考慮三維場景下寬帶大規(guī)模MIMO信道建模問題。在城市站址資源日趨緊張且空間嚴(yán)格受限的情況下,尺寸巨大的ULA陣列在實際系統(tǒng)中很難部署,而陣列尺寸較為緊湊的多維陣列天線則顯得更為實際。因此,基于二維寬帶大規(guī)模MIMO多環(huán)信道模型,本文進一步提出了寬帶大規(guī)模3D MIMO多球面信道模型。在多球面信道模型中,以UCA陣和UPA陣基本陣列形式,考慮不同的天線極化方式和增益圖；以瑞利建模準(zhǔn)則,確定是否進行散射體簇的演進過程和是否利用球面波建模。信道模型產(chǎn)生的具體過程包括通用參數(shù)的產(chǎn)生、小尺度參數(shù)的產(chǎn)生和信道因子的計算三大部分�；谏鲜龆嗲蛎嫘诺滥Ｐ�,本文給出了在三種典型傳播條件下的大規(guī)模MIMO信道特性。仿真結(jié)果表明,在用戶緊密分布且存在直達徑場景中,兩種陣列形式下的可達速率性能都較差；而用戶緊密分布且不存在直達徑和用戶分散分布且存在直達徑場景下,可達速率性能有明顯提高。縱觀三種場景,ULA陣的奇異值擴展和可達速率性能都高于UCA陣,在用戶分散較開時,UCA陣表現(xiàn)出了良好的系統(tǒng)性能。對比大規(guī)模MIMO實測信道的性能結(jié)果,本文提出的寬帶大規(guī)模3DMIMO多球面信道模型展現(xiàn)出了與其相似的信道特性,說明此信道模型是準(zhǔn)確可用的。
【關(guān)鍵詞】：大規(guī)模MIMO 多環(huán)信道模型 多球面信道模型 3D MIMO 散射體簇可見性 到達角偏移 生滅過程
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN919.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 本論文專用術(shù)語注釋表13-15
• 第一章 緒論15-21
• 1.1 研究背景15-17
• 1.2 大規(guī)模MIMO技術(shù)發(fā)展17-19
• 1.3 論文內(nèi)容安排19-20
• 1.4 數(shù)學(xué)符號約定20-21
• 第二章 大規(guī)模MIMO信道建�；A(chǔ)21-35
• 2.1 引言21
• 2.2 MIMO信道建模概述21-30
• 2.2.1 物理模型22-24
• 2.2.2 分析性模型24-26
• 2.2.3 標(biāo)準(zhǔn)化模型26-30
• 2.3 大規(guī)模MIMO信道傳播特性30-33
• 2.3.1 天線陣列上的差異性30
• 2.3.2 用戶相關(guān)性與最佳傳播條件30-32
• 2.3.3 近場效應(yīng)32-33
• 2.4 本章小結(jié)33-35
• 第三章 寬帶大規(guī)模MIMO多環(huán)信道模型35-51
• 3.1 引言35
• 3.2 系統(tǒng)模型35-36
• 3.3 信道模型36-45
• 3.3.1 模型概述36-38
• 3.3.2 散射體簇的生成38-40
• 3.3.3 傳播參數(shù)的生成40-41
• 3.3.4 信道因子的生成41-43
• 3.3.5 信道的時變更新43-45
• 3.4 仿真結(jié)果與分析45-50
• 3.4.1 參數(shù)定義45-46
• 3.4.2 仿真結(jié)果46-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 第四章 寬帶大規(guī)模3D MIMO多球面信道模型51-69
• 4.1 引言51
• 4.2 系統(tǒng)模型51-53
• 4.3 信道模型53-60
• 4.3.1 天線建模53-56
• 4.3.2 瑞利建模準(zhǔn)則56
• 4.3.3 信道生成過程56-60
• 4.4 性能分析60-66
• 4.4.1 參數(shù)定義60-62
• 4.4.2 性能評估62-66
• 4.5 本章小結(jié)66-69
• 第五章 全文總結(jié)69-71
• 參考文獻71-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果77-79
• 致謝79

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