基于3GPP LTE的MIMO信道建模與信道測量.pdf

1、第三代合作伙伴計劃(3GPP)是第三代移動通信(3G)以及后三代移動通信(B3G)技術(shù)標(biāo)準最具影響力的制定者，近幾年來，寬帶碼分多址(WCDMA)、時分同步碼分多址(TD-SCDMA)、高速數(shù)據(jù)包接入(HSPA)等各種系統(tǒng)已經(jīng)逐步在全球大規(guī)模部署，同時，3GPP又啟動了長期演進(LTE)、HSPA+、LTE-Advanced等項目。
　　 LTE系統(tǒng)采用多輸入多輸出(MIMO)和正交頻分復(fù)用(OFDM)作為兩大主要技術(shù)以應(yīng)對系統(tǒng)

2、大容量與高頻譜利用率等需求。MIMO在通信鏈路兩端均采用多天線系統(tǒng)，同時發(fā)射接收信號，充分利用系統(tǒng)空間資源，在無需增加發(fā)射功率和頻譜資源的情況下，提高系統(tǒng)性能。在當(dāng)今無線通信技術(shù)發(fā)展中扮演越來越重要的角色，MIMO相關(guān)技術(shù)如信號處理、編解碼、調(diào)制解調(diào)以及資源管理等研究一直處于前沿領(lǐng)域，然而，MIMO系統(tǒng)仍有很多亟待研究的問題。本文是基于3GPP LTE系統(tǒng)架構(gòu)的MIMO技術(shù)研究，主要內(nèi)容包括以下幾個方面：
　　 第一.系統(tǒng)的研究

3、MIMO信道中信號的空間相關(guān)性及其對MIMO系統(tǒng)性能的影響，為基于3GPP LTE的MIMO信道建模奠定理論基礎(chǔ)，為信道容量以及MIMO其他技術(shù)的研究提供參考依據(jù)。首先，在考慮四天線結(jié)構(gòu)、互耦因素、典型功率角譜分布(PAS)、天線間距等系統(tǒng)特征參數(shù)的情況下，推導(dǎo)接收端信號的相關(guān)系數(shù)，并對其進行數(shù)值分析，指出MIMO系統(tǒng)典型參數(shù)與相關(guān)系數(shù)的關(guān)聯(lián)，彌補了現(xiàn)有研究的不足；其次，在評估信號空間相關(guān)系數(shù)的基礎(chǔ)上，基于Kronecker模型解釋信號

4、相關(guān)性和信道相關(guān)性的區(qū)別聯(lián)系，并利用Kronecker理論推導(dǎo)信道相關(guān)矩陣模型：最后，結(jié)合MIMO系統(tǒng)研究的重點，分析相關(guān)性對MIMO系統(tǒng)性能起重要作用的根本原因。
　　 第二，系統(tǒng)的研究MIMO無線信道建模。指出傳統(tǒng)單入單出(SISO)信道建模與MIMO信道建模的本質(zhì)區(qū)別，以及MIMO信道建模理論研究的關(guān)鍵；其次，基于MIMO信道建模方法分析目前較典型的MIMO信道模型，提出MIMO信道模型準確性仿真驗證方法；再次，基于3GP

5、P25.996協(xié)議，用射線跟蹤建模法和相關(guān)矩陣建模法分別對MIMO信道建模，即基于射線跟蹤理論推導(dǎo)出MIMO信道在空間分集、極化分集、混合分集以及直達徑(LOS)場景下的信道傳輸函數(shù)解析式，然后，在此結(jié)論基礎(chǔ)上，用相關(guān)矩陣法推導(dǎo)出MIMO信道空間相關(guān)矩陣、極化相關(guān)矩陣以及時間相關(guān)矩陣的形式；最后，推導(dǎo)并數(shù)值分析空間、時間相關(guān)性對信道容量的影響，以及提出兩種方法建立的MIMO信道模型的準確性仿真驗證流程。
　　 第三.系統(tǒng)的研究M

6、IMO信道測量與估計。主要對象：功率時延譜(PDP)、PDP漂移、多普勒功率譜(DPSD)、多普勒頻移、波束成形(BF)、多徑徑數(shù)、相干帶寬、相干時間、多徑衰落相關(guān)性、接收信號總功率衰落以及典型天線結(jié)構(gòu)下信道沖激響應(yīng)(CIRs)的相關(guān)性等。首先是原理部分，1.介紹如何得到CIRs以及PDP，提出如何通過它們推導(dǎo)出信道其他參數(shù)。2.提出一種簡單有效的方法估計最大多普勒頻移，分析實際系統(tǒng)中影響估計準確性的因素并提出算法修正，并驗證。3.提出