面向新一代移動通信的無線傳播信道研究.pdf

1、當今世界已經進入到飛速發(fā)展的信息時代，而在這信息時代中通信特別是移動通信是發(fā)展最為快速的產業(yè)。以民用陸地移動通信為例，已經從20世紀80年代初的第一代模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)，迅速發(fā)展到今天以GSM和窄帶CDMA為標志的數字移動通信系統(tǒng)即第二代移動通信系統(tǒng)(2G)，并正在向第三代移動通信系統(tǒng)(3G)為代表的新一代移動通信系統(tǒng)過渡。 無線傳播信道是移動通信的傳輸媒體，所有的信息都在這個信道中傳輸。信道性能的好壞直接決定著人們通信的質量

2、，因此要想在比較有限的頻譜資源上盡可能高質量、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，然后根據信道特性采取一系列抗干擾和抗衰落措施，來保證傳輸質量和傳輸容量方面的要求。 基于上述認識，本文在查閱大量相關文獻資料的基礎上，開展了面向新一代移動通信的無線傳播信道研究，主要內容包括： 在確定性信道建模與無線電波傳播預測研究方面，分析了現有預測室內電波傳播的2-D/3-D混合算法模型的不足，基于幾何光學(GO

3、)和一致性幾何繞射理論(UTD)提出一種修正模型。該模型建立在實際三維環(huán)境的二維對地平面圖基礎上。在建立可見性樹時，結合實際三維環(huán)境的特點引入分別相對于發(fā)射機和接收機的兩個對地投影平面圖和一個矢量標準判據來決定可見的元素。計算結果與測量結果符合較好，表明該模型的準確性和高效性。 接著應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信道容量的影響。所得結果表明，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)時就可以得到較大的信道容量。所以互耦是一個有利的因素，在系統(tǒng)分析和設計時可以有效地加以利用。 考慮到傳播環(huán)境的隨機性，引入散射體的隨機分布模型和多徑簇的概念，建立了MIMO系統(tǒng)的隨機性信道模型。在此基礎上，研究了MIMO系統(tǒng)中天線陣元間距對各子信道間的衰落相關性及信道容量的影響。結果表明接收端陣元間距為0.5λ時，就能得到較大的信道容量。若在此基礎上再增大陣元間距，對信道容量的提高作用不明顯，也證明了接收端放置天線陣