關(guān)于室內(nèi)無線MIMO系統(tǒng)的接收機區(qū)域效果研究.pdf

1、在無線通信中，頻譜是有限的資源，因此提出了以高成本進行高速數(shù)據(jù)傳輸。多天線系統(tǒng)的出現(xiàn)在不增加頻譜使用的同時帶來了容量的極大增長，因此它在無線通信系統(tǒng)的傳輸數(shù)據(jù)速率上取得了突破。目前，多天線技術(shù)被認為是下一代無線局域網(wǎng)中可行的解決方案。與傳統(tǒng)的單天線系統(tǒng)相比較，多天線的使用提供了范圍的擴展，可靠性的提高和更大的吞吐量。因此，多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)已經(jīng)成為無線通信和信息系統(tǒng)研究團體關(guān)注的焦點。由于對無線通信領(lǐng)域中實際MIMO系統(tǒng)的理解

2、和設(shè)計能夠提供許多思路，對于MIMO系統(tǒng)容量帶來性能上局限的研究是十分重要的。應(yīng)用在室內(nèi)無線MIMO通信系統(tǒng)和視距及非視距傳輸中的多天線，對信道容量起作用。 本論文構(gòu)建了一個收發(fā)端具有2×2個天線的應(yīng)用MIMO鏈進行通信的室內(nèi)系統(tǒng)模型。在發(fā)送端和接收端之間放置了金屬物以模擬NLOS環(huán)境，并應(yīng)用FDTD法來分析MIMO信道。本文計算并比較了在LOS和NLOS情況下MIMO的容量差異；為進行更好的比較，還計算了MIMO信道容量的互補

3、累積分布函數(shù)(CCDF)。研究發(fā)現(xiàn)LOS情況下MIMO的容量大于NLOS情況下的容量，由于收發(fā)端之間放置了金屬物，故此結(jié)果是正確的。在這里金屬物的作用相當于是一個障礙物，因為它導(dǎo)致了接收功率的降低。我們還發(fā)現(xiàn)在LOS和NLOS兩種情況下，發(fā)射端在房間的中間位置時MIMO的容量較大，發(fā)射端在房間的角落位置時MIMO的容量較小。LOS情況下MIMO的容量更高，這是由于此時接收端能收到的功率比NLOS情況下的要高。當發(fā)射端移動到房間的角落位置

4、時，無論是LOS情況還是NLOS情況，MIMO信道的容量都顯著降低了。增加散射物數(shù)目可以增加信道容量，但是同時也增大了傳輸損耗，這是由于增加散射物導(dǎo)致了信號噪聲比的降低。通過增加散射物可以增加信號傳輸路徑，這對MIMO系統(tǒng)是有利的，然而增加的信號傳輸路徑也引入了損耗。Friis方程表明，損耗的增加降低了接收信號強度，而這又降低了信號噪聲比從而導(dǎo)致系統(tǒng)容量變得更差。 本文進一步討論了MIMO系統(tǒng)的應(yīng)用、大覆蓋范圍的問題，并比較了收

5、發(fā)端具有不同數(shù)目天線的情況，從而發(fā)現(xiàn)MIMO能夠提供比其他天線系統(tǒng)更好覆蓋范圍。信道容量是無線系統(tǒng)中的一個重要指標，較大的覆蓋范圍對無線系統(tǒng)同樣重要。在移動無線系統(tǒng)中，手機的體積與覆蓋距離的平方成正比，手機的體積決定了為覆蓋一個區(qū)域所需要的基站數(shù)量，而基站的數(shù)量則是決定系統(tǒng)成本的一個關(guān)鍵因素。家庭應(yīng)用中需要較大的覆蓋范圍以提供對整個區(qū)域的覆蓋，這可以通過使用多個天線來解決。在MIMO系統(tǒng)中，信道容量可以通過增加天線數(shù)目得到提升，這樣通過