散射環(huán)境下MIMO信道容量研究與介質(zhì)參數(shù)測量.pdf

1、作為新一代無線通信系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的技術(shù)之一，MIMO無線傳輸技術(shù)能夠在不增加帶寬與功率的情況下成倍地提高無線通信系統(tǒng)的容量和頻譜效率，有著巨大的潛力和發(fā)展前景，是充分利用空間資源以提高頻譜利用率的必然途徑。
　　MIMO系統(tǒng)大容量的實現(xiàn)和系統(tǒng)性能的提高都極大程度上依賴于MIMO信道特性，因此，建立精確的傳輸信道模型對MIMO系統(tǒng)的研究至關(guān)重要。當前常用的MIMO信道模型主要包括統(tǒng)計性模型、確定性模型和介于兩者之間的參考模型三類。其

2、中，統(tǒng)計性模型并不包含天線增益等物理參數(shù)的信息，并且較大程度上依賴于測量設(shè)備，無法將信道與測量設(shè)備對信號傳輸產(chǎn)生的影響分離開來。
　　本文以電磁理論為基礎(chǔ)，結(jié)合微擾法的基本思想，推導出一般散射環(huán)境下信道矩陣參數(shù)的解析解。以偶極子天線為例，分別計算其在自由空間和散射環(huán)境下的信道矩陣，并與軟件模擬仿真得到的數(shù)值結(jié)果相對比，驗證了該理論的正確性。通過對比自由空間與散射環(huán)境下SISO和MIMO系統(tǒng)的信道容量，研究系統(tǒng)容量與天線性能及傳輸環(huán)

3、境間的關(guān)系，為更好的設(shè)計天線系統(tǒng)、提高通信系統(tǒng)的整體性能提供了理論依據(jù)。
　　本文還介紹了用微擾法的基本思想研究散射環(huán)境下天線輸入阻抗的基本方法，并以常見的偶極子天線和微帶天線為例，通過FEKO軟件模擬仿真驗證了該方法研究散射環(huán)境下天線輸入阻抗的可靠性與準確性。
　　此外，作為近年來的研究熱點問題，介質(zhì)參數(shù)測量一直是業(yè)界倍受關(guān)注的重要課題。本文介紹了一種新的介質(zhì)參數(shù)測量技術(shù)，為介質(zhì)材料的測量提供了新的思路。該方法以微擾法的基

4、本思想為依據(jù)，通過測量自由空間（無介質(zhì)樣品）和散射環(huán)境（有介質(zhì)樣品）下天線輸入阻抗的變化，反演推出介質(zhì)樣品的介電常數(shù)、介電損耗及磁導率等相關(guān)參數(shù)。同時，引入準靜態(tài)近似場，為較大介電常數(shù)的介質(zhì)材料測量提供了理論依據(jù)，進一步擴展了該方法的使用范圍。
　　文中以常用的微帶天線為例具體說明了使用該方法計算材料介質(zhì)參數(shù)的一般過程，實驗結(jié)果表明該方法能夠取得較高的測量精度。與傳統(tǒng)方法相比，該方法系統(tǒng)簡單、計算方便，可以在開放空間中進行，且對散