mimo信道容量的研究與仿真驗(yàn)證(畢業(yè)論文)

《mimo信道容量的研究與仿真驗(yàn)證(畢業(yè)論文)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要多輸入多輸出(Multiple-InputMultiple-Output)技術(shù)是無線移動(dòng)通信領(lǐng)域智能天線技術(shù)的重大突破。該技術(shù)能在不增加帶寬的情況下成倍地提高通信系統(tǒng)的容量和頻譜利用率，是新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)必須采用的關(guān)鍵技術(shù)。雖然第三代移動(dòng)通信（3G）技術(shù)尚待完善，但新一代無線通信技術(shù)已撲面而來，其無所不在，高質(zhì)量、高速率的移動(dòng)傳輸目標(biāo)讓人耳目一新。然而，實(shí)現(xiàn)這一振奮人心的通信目標(biāo)并非易事，采用常規(guī)發(fā)射分集或接受分集或智能天線技術(shù)已不足以解決新一代無線通信系統(tǒng)的大容量與高

2、可靠性需求問題。可幸的是，結(jié)合空時(shí)處理的陣列天線技術(shù)帶來了解決這些問題的新思路。他們包括天線分集技術(shù)與智能天線技術(shù)，以及最終演進(jìn)到多入多出（MIMO）通信技術(shù)。MIMO無線通信技術(shù)提供了解決該問題的新途徑，它在無線鏈路2端均采用多天線技術(shù)，分別同時(shí)接受與發(fā)射，能夠充分開發(fā)空間資源，在無需增加頻譜資源和發(fā)射功率的情況下，成倍地提升通信系統(tǒng)的容量與可靠性。本論文從MIMO無線通信系統(tǒng)的基本概念入手，介紹了MIMO系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r，分析了它的結(jié)構(gòu)和工作原理，并簡單敘述了空時(shí)編碼技術(shù)和MIMO信道模型，然后從理論上推

3、導(dǎo)了MIMO系統(tǒng)容量的公式，最后應(yīng)用MATLAB軟件對不同發(fā)射天線、不同接收天線、不同信噪比下的MIMO系統(tǒng)容量進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真。仿真結(jié)果正如預(yù)期所料。本文的重點(diǎn)是推導(dǎo)MIMO系統(tǒng)容量公式并對它進(jìn)行仿真驗(yàn)證?！娟P(guān)鍵詞】全球移動(dòng)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化覆蓋優(yōu)化切換優(yōu)化-65-重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）前言在當(dāng)今的信息社會(huì)中，人們對信息需求的急劇增長，要求無線通信系統(tǒng)必須能夠提供更高的傳輸速率和更好的傳輸性能。由于無線頻譜資源的匱乏，要達(dá)到這些要求，就需要通信系統(tǒng)必須具有更高的頻譜效率。從目前技術(shù)發(fā)展來看，MIMO

4、是增加無線通信系統(tǒng)頻譜效率非常有效的一種方法。MIMO充分開發(fā)了空間資源。利用多個(gè)天線實(shí)現(xiàn)多發(fā)多收，在有限的頻譜資源上可以實(shí)現(xiàn)高速率和大容量，可以取得極高的頻譜效率。在當(dāng)前研究的下一代無線通信系統(tǒng)中，MIMO是不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)。MIMO技術(shù)最早是由Marconi于1908年提出的，后來在上世紀(jì)70年代有人提出將多輸入多輸出技術(shù)用于通信系統(tǒng)，但是對無線移動(dòng)通信系統(tǒng)多輸入多輸出技術(shù)產(chǎn)生巨大推動(dòng)的奠定工作則是在上世紀(jì)90年代中期由AT&TBELL實(shí)驗(yàn)室學(xué)者完成的。1995年，BELL實(shí)驗(yàn)室的Telatar、Fo

5、schini等人在基于Rayleigh衰落、信道有大量的散射體、信道系數(shù)無關(guān)、最優(yōu)編解碼、發(fā)射端信道信息在接收端準(zhǔn)確可知的假設(shè)下，從理論上證明了接收端和發(fā)射端均可使用多天線（MIMO）可以使通信鏈路容量成倍增加的結(jié)果，即在個(gè)發(fā)射天線、個(gè)接受天線的MIMO系統(tǒng)中，信道容量隨線性增加。無線通信需求的持續(xù)增長直接推動(dòng)著無線通信新技術(shù)的誕生。在眾多的新技術(shù)中，MIMO技術(shù)作為未來一代寬帶無線通信系統(tǒng)的框架技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)充分利用空間資源以提高頻譜效率的一個(gè)必然途徑，基于MIMO的無線通信理論和傳輸技術(shù)顯示了巨大的潛力，

6、MIMO技術(shù)必然會(huì)有廣闊的發(fā)展前景。-65-重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第一章緒論第一節(jié)MIMO的概念多輸入多輸出（MIMO）系統(tǒng)是在無線通信智能天線技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其主要特點(diǎn)就是在通信系統(tǒng)的收發(fā)兩端采用多天線配置，以解決未來移動(dòng)通信系統(tǒng)大容量、高速率傳輸和日益緊張的頻譜資源間的矛盾。和智能天線技術(shù)不一樣的是，在MIMO系統(tǒng)中從任意一個(gè)發(fā)送天線到任意一個(gè)接收天線間的無線信道是相互獨(dú)立的或者具有很小的相關(guān)性。通常，多徑要引起衰落，因而被視為有害因素。然而研究結(jié)果表明，對于MIMO系統(tǒng)來說，多徑可以

7、作為一個(gè)有利因素加以利用。因?yàn)?，和智能天線技術(shù)不一樣的是，在MIMO系統(tǒng)中從任意一個(gè)發(fā)射天線到任意一個(gè)接收天線間的無線信道是相互獨(dú)立的，或者是具有很小的相關(guān)性。MIMO系統(tǒng)在發(fā)射端和接收端均采用多天線（或陣列天線）和多通道，MIMO的多入多出是針對多徑無線信道來說的。可以說，MIMO系統(tǒng)就是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，相對于普通的SISO（Single-InputSingle-Outpu）系統(tǒng)，MIMO還可以包括SIMO（Single-InputMultiple-Output）系統(tǒng)和MI

8、SO（Multiple-InputSingle-Output）系統(tǒng)。第二節(jié)MIMO技術(shù)研究現(xiàn)狀-65-重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）一、國內(nèi)外研究狀況自1995年Telatar推導(dǎo)出多天線高斯信道容量、1996年Foschini提出BLAST算法與1998年Tarokh等提出空時(shí)編碼以來，國際上很多科研院校與機(jī)構(gòu)都爭相對MIMO技術(shù)進(jìn)行深入研究，也積極構(gòu)建MIMO實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，開展現(xiàn)場測試，并醞釀標(biāo)準(zhǔn)化MIMO無線