基于無線通信的MIMO信道建模估計(jì)技術(shù)研究

【摘要】隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的通信水平也得到了飛速的發(fā)展。在近幾年我國的無線通信系統(tǒng)的發(fā)展過程中，多入多出（MIMO）技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。其中，MIMO信道所特有的空間特性對(duì)空間信號(hào)處理的關(guān)鍵性決定，只有做到對(duì)MIMO信道性能充分的認(rèn)識(shí)，才能有效的信道的模型進(jìn)行因地制宜的建立，只有這樣才能真正高效的對(duì)信道容量進(jìn)行提升，從而保證MIMO信道建模順利的完成，并達(dá)到預(yù)期的效果。本文通過對(duì)無線通信MIMO信道建模的闡述，對(duì)基于無線通信的MIMO信道建模估計(jì)技術(shù)進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】無線通信系統(tǒng)MIMO信道建模估計(jì)技術(shù)研究

在無線信道中，存在著許多路徑可以保證信息的傳播，因?yàn)闊o線信道的這個(gè)特點(diǎn)，MIMO可以對(duì)其進(jìn)行充分的利用，并充分的發(fā)掘出這個(gè)路徑在空間建立并行傳播信息的通道，這樣就可以有效的避免寬帶和放射功率的不斷增加，在對(duì)資源進(jìn)行有效節(jié)省的情況下，對(duì)無線信號(hào)的傳播功率進(jìn)行效率的成功提高。作為現(xiàn)代通信行業(yè)技術(shù)上的重大突破，MIMO技術(shù)先進(jìn)的無線傳輸與信號(hào)處理使其已經(jīng)成為無線通信領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。

一、MIMO技術(shù)概述

MIMO技術(shù)又稱為多入多出技術(shù)，其英文翻譯是Multiple-Input Multiple-Out-put。MIMO系統(tǒng)是一項(xiàng)運(yùn)用于802.11n的核心技術(shù)。802.11n是IEEE繼802.11b＼a＼g后全新的無線局域網(wǎng)技術(shù)，速度可達(dá)600Mbps。同時(shí)，專有MIMO技術(shù)可改進(jìn)已有802.11a/b/g網(wǎng)絡(luò)的性能。MIMO技術(shù)利用多天線來抑制信道衰落。根據(jù)收發(fā)兩端天線數(shù)量，相對(duì)于普通的SISO系統(tǒng)，MIMO還可以包括SIMO系統(tǒng)。

二、無線通信系統(tǒng)中的MIMO信道

在MIMO技術(shù)的應(yīng)用過程中，其“輸入”和“輸出”都是相對(duì)于無線信道來說的。在MIMO系統(tǒng)中，運(yùn)用多臺(tái)發(fā)射機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行向無線信道的“輸入”，然后再將這些信號(hào)的組合向多臺(tái)接收機(jī)中輸入，而信號(hào)組合的來源則是從無線信道中進(jìn)行“輸出”，并從中獲得相應(yīng)的性能增益。在實(shí)際的無線通信系統(tǒng)中，單一基站包含著對(duì)多根電線與多臺(tái)發(fā)射機(jī)的相連接，而單一移動(dòng)站也包含著對(duì)多臺(tái)接收機(jī)的多跟天線的相連接。并在上行鏈路也可以使用此類相同的配制。

三、MIMO信道建模技術(shù)

對(duì)于傳統(tǒng)的MIMO研究來說，其研究過程都只局限于獨(dú)立的銳利信道，相對(duì)于其他信道空間內(nèi)的相關(guān)性研究來說，其他的信道的相關(guān)性研究相對(duì)比較缺乏，在實(shí)際的操作過程中，經(jīng)常會(huì)存在每一個(gè)天線單元之間都具有相互影響，就像是單元之間的間距，達(dá)波角度的擴(kuò)展等，因此，隨著其中相關(guān)性影響的不斷增加，就要重點(diǎn)對(duì)室外環(huán)境下的傳播模型進(jìn)行研究。假設(shè)移動(dòng)終端反射窄帶的信號(hào)，同時(shí)也被均勻線性的基站天線所接收。

通常情況下，存在一個(gè)移動(dòng)環(huán)境，假設(shè)兩者之間的距離為d，而所在的位置為X=[x1，x2，…xn]，則基站的天線所能夠接收的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)為R=[r1，r2，…rn]，此時(shí)用s（t）來表示窄帶信號(hào)，則在基帶上第i根天線上的接受信號(hào)為：（2）

在上述的公式中，gi（t）所表示的是在第i根單元天線的歸一方向，而P（Φ）代表的是達(dá)波功率的角譜，ni（t）則代表的是當(dāng)?shù)趇個(gè)零均值的加載復(fù)高斯噪音，u（Φ）指的是階躍函數(shù)，并且在階躍函數(shù)里面還有參考數(shù)值D，而Φ0和Φ分別表示的是角度擴(kuò)展和射波束平均方位角。

通過相關(guān)的計(jì)算可以知道，無論是在Von Mises的分布下，還是在均勻分布的情況下，在Φ0參數(shù)相一致的情況下，具有相似的特性，簡(jiǎn)單的說就是每一個(gè)的變化曲線都降區(qū)域分為兩個(gè)區(qū)域，上面區(qū)域的空間系數(shù)要小于0.3，而上面的空間系數(shù)則大于0.3，隨著天線間的距離不斷的增大，天線之間的距離相對(duì)應(yīng)的不同角度擴(kuò)展也能夠符合相應(yīng)的建模方法。

四、總結(jié)

綜上所述，本文的研究對(duì)象是對(duì)移動(dòng)終端所反射的窄帶信號(hào)被均勻分布的線性基站天線接收情況，并根據(jù)所研究的接收情況和室外環(huán)境空間信道傳播模型的考慮分析，建立相應(yīng)的MIMO信道模型，對(duì)以后MIMO的系統(tǒng)分析具有實(shí)際的應(yīng)用性，同時(shí)也更具廣泛性。

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