MIMO信道建模仿真与容量研究.pdf

《_：技术交流 doi：10,3969／j．issn．1563-4795．2011．09．009 MIMO信道建模仿真与容量研究 姬玲玲 ．李桑榆 (南京邮电大学 电子科学与工程学院，江苏 南京 210003) 摘 要：MIM0 (多天线输入输出)技术是新一代无线通信系统 中的一项关键技术，由于其具 有能在不增加带宽与功率的前提下成倍地提高天线系统的容量和频谱效率的优势而受到广泛 的关注和研究。但是在实际应用中MIM0技术 目前仍有大量的问题亟待解决，而MIMO信道模 型在很大程度上影响到MIM0系统的大容量和其他的性能的实现 。因此需要建立相应的模型来 更好的研究和评估MIMO系统的性能，文 中以镜像法与电磁无线传播理论为基础建~,MIMO信 道的仿真模型，进行编程仿真 ，得到仿真结果。 关键词 ：MIMO信道容量；信道模型 ；信道建模 ；仿真；镜像法 MIMO的优势在频谱资源 日益匮乏的今天显得 实现方法常用基于几何光学和～致性几何绕射理 很重要。MIMO无线通信技术是天线分集合空时处 论的射线跟踪技术 。射线跟踪的基本思想 ：将发 理相结合的产物 ，具有二者的优越性 ，其在发送 射点看做电源 ，其发射的电磁波作为向各个方向 端和接收端均采用多天线单元 ，利用无线信道 的 传输的射线 ，对每条射线进行跟踪，遇到障碍物 多径传播，因势利导来开发空间资源 ，建立了空 按反射、折射或者绕射理论来进行场强的计算 。 间并行信道传输信号，使得能够实现在不增加带 在接收点将能到达的有效的各射线合并，从而实 宽和发射功率的情况下能成倍的提高无线通信的 现传播预测 。射线跟踪技术还可 以结合天线的辐 质量和数据速率 。Fosehini在 1996年的一篇文章里 射图．分别的考虑辐射图对每条射线的影响。在 首次给出：如果用于描述具有N副发射天线和M副 射线跟踪技术中最重要的就是射线路径的确定 ， 接收天线的无线链路 的MxN信道矩 阵的元素是完 而利用镜像法可 以简单有效的解决这个问题 ，比 全独立衰落的，则该系统 的容量 随最小天线数 目 较适用于室内无线传播的环境 ，这也是本文选 自 的增长而线性的增长 。在这些并行子信道上同时 镜像法的原因，本文研究的基础就是射线跟踪 中 发送N路子数据流，各发送信号占用同一频带，不 的镜像法 。 用增加额外的带宽 ，有效的提高了频谱资源的利 1 基本原理介绍 用率。 MIMO信道 的建模方法有很多，主要的建模方 11 镜像原理 法可 以分为两大类 ：一类为确定性建模方法 ；另 镜像方法的思想就是在所有看得见的建筑物 一 类为基于统计特征 的统计性建模方法 。确定性 的表面建立源的镜像 ，然后将镜像本身当作次级 建模方法常被用于进行小区规划。确定性建模的 源 ，也在其能看得见的全部建筑物的表面成像 ， 收稿 日期 ：2011．03-02 产生新的二次镜像点 ，然后，依次再将将二次镜 技术交流 ll 斗 n 像点作为源重复上述 的过程找下一级的镜像点 ，