相关性矩阵应用于环形MIMO天线阵列容量的研究

摘要

多输入多输出(MIMO)天线技术是无线移动通信领域的重大突破。MIMO系统就是利用多天线来抑制信道衰落。该技术可以在不增加发射功率和带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率。 空间相关性是目前MIMO通信系统研究的热点。MIMO系统的容量的增加主要依靠的就是信道的空间相关性的各种特性。论文就是从MIMO信道空间相关性入手，引入一个分析环形MIMO天线系统的简单相关性模型，并利用这个模型研究了在三种信号能量分布情况下MIMO天线系统的空间相关性对信道容量的影响，三种能量分布模型分别为：均匀分布、高斯分布和拉普拉斯分布，并使用matlab对空间相关性与系统容量的关系进行了分析和仿真。结果表明，引入的相关性模型能够比较准确的分析MIMO系统相关性特性对系统容量的影响，分析了包括环形天线半径、天线数量和角度分布在内的系统参数对系统容量的影响，从而准确的分析MIMO系统信道，而且达到了简化分析的目的。 论文首先介绍了目前移动通信的发展、研究背景以及研究现状，解释了MIMO系统的概念、主要结构、原理、系统容量并对作为研究目标的环形天线阵列进行了介绍。文章重点是MIMO系统空间相关性分析，并详细介绍了引入的环形MIMO天线系统相关性模型，并详细推导了研究相关性条件下MIMO系统的容量公式，分析了各种参数对系统容量的影响，并对相关性模型的效果进行了仿真和分析。最后，对相关性模型的作用以及MIMO的研究发展方向进行了总结和预测。

目录

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摘要

第1章绪论

1.1研究背景

1.2 MIMO技术研究现状

1.3论文研究重点及主要内容

第2章MIMO系统概述

2.1引言

2.2多输入多输出(MIMO)概念

2.3多输入多输出的一般结构和原理

2.4系统容量分析

2.4.1系统容量的定义

2.4.2系统容量初步分析

2.5环形天线阵列

第3章相关性分析研究

3.1引言

3.2 MIMO信道建模

3.2.1系统基本结构模型

3.2.2信道模型

3.2.3信道衰落特性

3.3环形天线阵列的相关性公式

3.3.1概论

3.3.2拉普拉斯分布

3.3.3高斯分布

3.3.4均匀分布

3.3.5相关性分析

3.3.6综合分析

第4章MIMO系统表现

4.1 MIMO系统

4.1.1 MIMO系统的具体模型

4.1.2 MIMO系统的结构原理

4.2信道容量

4.2.1相关性模型下信道容量公式推导

4.2.4容量仿真条件

第5章系统容量分析

5.1到达角服从拉普拉斯分布系统容量

5.2到达角服从高斯分布系统容量

5.3到达角服从均匀分布系统容量

5.4综合分析和总结

第6章结束语

6.1对论文研究成果的分析和总结

6.1.1主要工作

6.1.2创新点

6.1.3存在问题

6.2对MIMO研究发展的展望以及进一步的研究方向

参考文献

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致谢