宽带空时MIMO无线信道建模与仿真_硕士论文_学位论文
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宽带空时MIMO无线信道建模与仿真
关键词: &&&
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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多输入多输出(multiple input multiple output, )技术能够突破无线频率资源限制,大幅度地提高通信系统的频谱效率,是未来无线通信系统中实现高数据速率传输、改善传输质量、提高系统容量的重要途径。MIMO无线系统的大容量和其它性能的提高极大依赖于MIMO无线信道的特性,因此对MIMO的研究是非常必要的。首先介绍了无线信道的衰落特性。其次给出了MIMO的基本数学模型,分析MIMO无线信道空间特征的参数,并简要列举了几类空间信道典型模型,由平坦衰落原理推广到频率选择性信道仿真的过程,进而延伸到考虑空间特性的MIMO信道建模与仿真过程。最后主要介绍的内容是针对已有的窄带单环模型,利用一种等效的方法对散射体的分布重新划分,将其扩展到信道,提出了一种随机型宽带信道模型,利用正弦波叠加法(sum-of-sinusoids, SOS)获得了相应的仿真模型,结合精确多普勒扩展法(method of exact doppler spread, MEDS)、Lp-norm方法(Lp-norm method, LPNM)获得了模型的未知参数,并使之与理论参考模型对比,得出一致的结论,同时分析了信道的时间自相关函数、空间互相关函数以及应用于宽带后所具有的频率互相关特性。针对已经建好的宽带模型,研究其信道容量,并对信道容量的一阶统计特性――概率密度函数(probability density function,PDF)和累积分布函数(cumulative distribution function, CDF)以及二阶统计特性――电平通过率(level crossing rate, LCR)和平均衰落持续时间(average duration of fades, ADF)进行了分析。
摘要&&4-5Abstract&&5-6目录&&6-8第一章 绪论&&8-16&&1.1 无线移动通信的发展概况&&8-10&&&&1.1.1 无线通信的发展历程&&8-9&&&&1.1.2 国外无线通信技术发展现状&&9&&&&1.1.3 国内无线通信技术现状&&9-10&&1.2 系统的引入&&10-11&&1.3 MIMO技术发展现状&&11-14&&1.4 论文结构及内容安排&&14-16第二章 无线信道的信道特性&&16-25&&2.1 无线信道特性概述&&16&&2.2 大尺度衰落特性&&16-18&&&&2.2.1 自由空间路径损耗&&16-18&&&&2.2.2 阴影衰落&&18&&2.3 小尺度衰落特性&&18-22&&&&2.3.1 小尺度衰落因素&&19&&&&2.3.2 移动多径信道的参数&&19-22&&2.4 无线信道的衰落类型&&22-24&&&&2.4.1 多径时延扩展产生的衰落效应&&23&&&&2.4.2 多普勒扩展引起的衰落效应&&23-24&&&&2.4.3 角度扩展引起的衰落效应&&24&&2.5 本章小结&&24-25第三章 MIMO信道模型分析与仿真原理&&25-43&&3.1 MIMO无线信道概述&&25-30&&&&3.1.1. 由实际环境抽象出物理模型&&26&&&&3.1.2. 由物理模型抽象出数学模型&&26-29&&&&3.1.3 由SISO数学模型推出MIMO信道数学模型&&29-30&&3.2 MIMO无线信道空间特征的参数&&30-31&&&&3.2.1 功率方位角度谱分布&&30&&&&3.2.2 散射角度扩展&&30-31&&&&3.2.3 平均到达角和平均离开角&&31&&&&3.2.4 收发多天线的配置&&31&&&&3.2.5 多普勒扩展&&31&&&&3.2.6 每径的多普勒功率谱&&31&&3.3 空间信道的典型模型&&31-35&&3.4 MIMO无线理论&&35-42&&&&3.4.1 平坦衰落信道仿真原理&&36-38&&&&3.4.2 频率选择性衰落信道仿真原理&&38-41&&&&3.4.3 包含空间衰落的信道仿真原理&&41-42&&3.5 本章小结&&42-43第四章 基于单环模型的宽带空时MIMO信道模型&&43-67&&4.1 单环模型建模环境&&43-45&&4.2 单环模型的参考模型与仿真模型&&45-55&&&&4.2.1 单环模型的参考模型&&45&&&&4.2.2 单环模型的仿真模型&&45-55&&4.3 由频率非选择性单环模型到关于频率选择性的单环模型&&55-59&&4.4 模型的信道容量的相关特性&&59-65&&&&4.4.1 信道容量&&59-60&&&&4.4.2 信道容量的一阶统计特性(概率密度函数和累积分布函数)&&60-63&&&&4.4.3 信道容量的二阶统计特性(电平通过率和平均衰落持续时间)&&63-65&&4.5 本章小结&&65-67第五章 全文总结与展望&&67-69&&5.1 全文工作总结&&67-68&&5.2 下一步的研究方向&&68-69致谢&&69-70参考文献&&70-72
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& 2012 www.xueweilunwen.com统计多径信道模型
统计多径信道模型
在这一章我们主要检验对于不同多径分量由信道引入了积极和消极影响的衰落模型。尽管在第2章中介绍的确定信道中这些多径影响可以由射线模型确定，但确定信道几乎不适用于实际情况，所以必须采用统计的方法描述多径信道的特点。在本章中我们使用随机时变脉冲响应作为多径信道的模型。我们将研究这一信道模型的统计特性，并描述它的重要性质。
当一个单脉冲通过多径信道时，输出将表现为一系列脉冲。这一系列脉冲中的每一个都对应于一个信号损耗分量或者一个与一条或一簇散射有关的特定的多径分量。多径信道的一个重要特征是时间传播延迟，它是接受到一系列脉冲的原因。这个传播延迟等于传送一个单脉冲时收到的第一个信号分量（LOS或多径）和最后一个信号分量之间的时间延迟。如果传播延迟小于信道带宽的倒数，那么在接受信号中几乎没有时间蔓延。但是当传播延迟相对较大时，在接收信号中将产生明显的时间蔓延并使得信号失真。
多径信道中另一个特征是其本身的时变性。时变的产生是由于发送端或者接收端在移动中，所以在传输路径中产生多径的反射波的位置也随时间改变。因此当使用一个移动的发射机重复发射脉冲时，我们将观察到对于每个脉冲其幅值、延迟和相关的多径分量的数量都是不同的。然而相对于积极和消极影响的衰落而言这些不同是发生在一个较大时间尺度上的。我们首先使用一个通用的时变冲击响应来反映快慢两种信道变化。然后我们将这一模型限制在带宽小于传播延迟倒数的窄带衰落信道中。在这种窄带模型中，我们假设传播环境是半静态的，即多径分量的数量是固定的，而且每个分量的路径损耗和阴影衰落是固定的。对于这个半静态环境，我们将研究其受到多径分量积极和消极影响而产生的较短距离（小尺度变化）上变化的特点。我们也将通过使用一个基于潜在的时变脉冲吸响应的二维变换来表示宽带多径信道的特点。离散时间和空时信道模型也将本章中讨论。
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This paper describes three classic ultra wideband indoor channel models: POCA-NAZU model, Dajana Cassioli model and the ultra wideband indoor channel model proposed by IEEE P802.15 Working Group.
本文介绍了三种比较经典的超宽带室内信道模型:POCA-NAZU模型、DajanaCassioli模型以及IEEE标准化组织P802.15工作组建议的超宽带室内信道模型。
Based on the research of general indoor channel models, the indoor channel models of IEEE802.15.3a proposal are studied.
在介绍室内环境下主要信道模型的基础上,研究了IEEE802．15．3a提案中的室内信道模型。
The Ultra Wideband Radio Indoor Channel Models
超宽带通信室内信道模型
In this paper, UWB indoor channel models were discussed in time and frequency domain. it's introduced path loss channels and several indoor channel models at small-scale fading.
对超宽带(UWB)室内信道模型在时域和频域进行了讨论,并介绍了在小范围衰落情况下的时域和频域的多种信道模型,以及较实用的路径损耗模型。
Modeling for UWB Indoor Channel
UWB室内信道建模
There is serious multipath in indoor channel.
UW B信号在密集室内信道中存在严重的多径衰落。
水道,海峡,航道
The Ultra Wideband Radio Indoor Channel Models
超宽带通信室内信道模型
Research on Indoor Ultra-Wide Bandwidth Channel Models
UWB室内信道模型研究
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没有找到相关例句 AT present, a number of statistical UWB (UltraWide Bandwidth) indoor channel models have been proposed by some research organizations under different measurement conditions and bandwidth. However, when compared with recent measurement data, inconsistencies are observed between theoretical models and practical measurements, and in some cases, a failure to consider the unique characteristics of UWB channels. In this paper, a novel statistical UWB channel models are proposed based... AT present, a number of statistical UWB (UltraWide Bandwidth) indoor channel models have been proposed by some research organizations under different measurement conditions and bandwidth. However, when compared with recent measurement data, inconsistencies are observed between theoretical models and practical measurements, and in some cases, a failure to consider the unique characteristics of UWB channels. In this paper, a novel statistical UWB channel models are proposed based on the analysis,comparison and synthesis of these models, which called modified
model. Furthermore, the proposed channel models represent generalized models: that is,by simply updating the initial parameter setting ,other commonly used channel models(both narrowband and wideband) can be derived from our channel models.目前 ,有一些研究机构通过在不同的环境和频带下的信道测试分别提出了几个 U WB室内信道统计模型 ,然而由于测试活动的局限性及获取的测试数据有限 ,这些理论模型一方面存在一些与测试数据不一致的问题 ,另一方面未考虑到 U WB信道独有的特征。本文在分析和比较已有的信道模型的基础上 ,通过综合的方法 ,建立了一个新的 UWB信道模型 ,称之为修正的 Δ K模型。此信道模型具有一定的通用性 ,通过改变初始的参数设置 ,其他常用的信道模型 (窄带和宽带 )都可从此信道模型中获得。 It's important for evaluating UWB physical layers protocol, system design and system performance analysis to establish a universal stochastic UWB indoor channel model. The typical characteristics of UWB indoor channel are first introduced. Then based on sounding channel, UWB reference channel model is studied. And the performance parameters of reference channel model are simulated. The simulation results are compared with sounding channel statistics parameters.... It's important for evaluating UWB physical layers protocol, system design and system performance analysis to establish a universal stochastic UWB indoor channel model. The typical characteristics of UWB indoor channel are first introduced. Then based on sounding channel, UWB reference channel model is studied. And the performance parameters of reference channel model are simulated. The simulation results are compared with sounding channel statistics parameters. It is analyzed that the structure of channel model has an important influence on system design and performance assessment. The disadvantages of UWB reference channel model are pointed out. At last further study on UWB indoor channel model is necessary.通用且随机的超宽带室内信道模型对物理层标准评价、系统设计和性能分析起重要作用。本文首先介绍了超宽带室内信道的典型特征,然后在信道探测的基础上详细描述了超宽带室内参考信道模型,并结合具体超宽带室内环境对信道模型参数进行仿真,将仿真结果与探测信道统计特性进行比较,分析了信道模型结构对系统设计和性能分析的影响,指出超宽带室内参考信道模型的局限性,最后得出进一步研究超宽带室内信道模型的必要性。 The ultra-wideband(UWB) time-hopping pulse position modulation performance is analyzed under multipath and multiple access channel model which is similar to the real condition.An analytic expression of bit error rate(BER) for commonly coherent demodulation is presented,furthermore,that of BER for select rake demodulation are derived also.Multipath and multiple access interference are assumed as a zero mean Gaussian process which is proved to be reasonable by comparing with the simulation results.Some... The ultra-wideband(UWB) time-hopping pulse position modulation performance is analyzed under multipath and multiple access channel model which is similar to the real condition.An analytic expression of bit error rate(BER) for commonly coherent demodulation is presented,furthermore,that of BER for select rake demodulation are derived also.Multipath and multiple access interference are assumed as a zero mean Gaussian process which is proved to be reasonable by comparing with the simulation results.Some parameters impacting the performance are(evaluated) in standardized UWB indoor channel model by IEEE,including power delay profile(PDP) of channel and the number of fingers in select rake receiver.分析了超宽带(ultra-wideband,UWB)通信系统在信道同时存在多径、多址干扰,及加性白噪声条件下的相干解调性能,给出了TH-PPM调制在高斯近似下的相干解调BER(biterrorrate)解析公式,分析了采用S-Rake接收下的BER性能,给出了解析表达式。为验证解析式的有效性,对比了系统仿真与解析数值计算的结果。并通过IEEE多径信道模型CM1~CM4、Rake插指数、不同的多址用户数等方面,详细分析和计算了TH-PPM的BER性能,给出了性能曲线。获得的结果为UWB室内高速多址通信系统的设计提供了依据。&nbsp&&&&&相关查询
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