面向新一代移動(dòng)通信的無(wú)線傳播信道研究.pdf

1、當(dāng)今世界已經(jīng)進(jìn)入到飛速發(fā)展的信息時(shí)代，而在這信息時(shí)代中通信特別是移動(dòng)通信是發(fā)展最為快速的產(chǎn)業(yè)。以民用陸地移動(dòng)通信為例，已經(jīng)從20世紀(jì)80年代初的第一代模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，迅速發(fā)展到今天以GSM和窄帶CDMA為標(biāo)志的數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)即第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)(2G)，并正在向第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)(3G)為代表的新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)過(guò)渡。 無(wú)線傳播信道是移動(dòng)通信的傳輸媒體，所有的信息都在這個(gè)信道中傳輸。信道性能的好壞直接決定著人們通信的質(zhì)量

2、，因此要想在比較有限的頻譜資源上盡可能高質(zhì)量、大容量傳輸有用的信息就要求我們必須十分清楚地了解信道的特性，然后根據(jù)信道特性采取一系列抗干擾和抗衰落措施，來(lái)保證傳輸質(zhì)量和傳輸容量方面的要求。 基于上述認(rèn)識(shí)，本文在查閱大量相關(guān)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，開展了面向新一代移動(dòng)通信的無(wú)線傳播信道研究，主要內(nèi)容包括： 在確定性信道建模與無(wú)線電波傳播預(yù)測(cè)研究方面，分析了現(xiàn)有預(yù)測(cè)室內(nèi)電波傳播的2-D/3-D混合算法模型的不足，基于幾何光學(xué)(GO

3、)和一致性幾何繞射理論(UTD)提出一種修正模型。該模型建立在實(shí)際三維環(huán)境的二維對(duì)地平面圖基礎(chǔ)上。在建立可見(jiàn)性樹時(shí)，結(jié)合實(shí)際三維環(huán)境的特點(diǎn)引入分別相對(duì)于發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的兩個(gè)對(duì)地投影平面圖和一個(gè)矢量標(biāo)準(zhǔn)判據(jù)來(lái)決定可見(jiàn)的元素。計(jì)算結(jié)果與測(cè)量結(jié)果符合較好，表明該模型的準(zhǔn)確性和高效性。 接著應(yīng)用新型射線模型和矩量法分析了MIMO系統(tǒng)天線陣元間的互耦作用對(duì)信道容量的影響。所得結(jié)果表明，在接收端放置天線陣的空間受限的情況下，在小陣元間距(d

4、=0.4λ)時(shí)就可以得到較大的信道容量。所以互耦是一個(gè)有利的因素，在系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)時(shí)可以有效地加以利用。 考慮到傳播環(huán)境的隨機(jī)性，引入散射體的隨機(jī)分布模型和多徑簇的概念，建立了MIMO系統(tǒng)的隨機(jī)性信道模型。在此基礎(chǔ)上，研究了MIMO系統(tǒng)中天線陣元間距對(duì)各子信道間的衰落相關(guān)性及信道容量的影響。結(jié)果表明接收端陣元間距為0.5λ時(shí)，就能得到較大的信道容量。若在此基礎(chǔ)上再增大陣元間距，對(duì)信道容量的提高作用不明顯，也證明了接收端放置天線陣