智能天线与MIMO技术结合研究

论文摘要

智能天线与MIMO技术都是广泛应用于下一代移动通信中的多天线技术,这两种技术的原理差异非常大,二者各有优势,智能天线在多径效应较轻情况下性能较好,MIMO在多径效应较重情况下性能较好,如何使两种技术同时在系统中被使用,在不同场景下都能获得较佳性能是一个很关键的问题。本文以TD-SCDMA智能天线为前提研究在此基础上获得MIMO增益的方案,通过仿真性能比较和综合分析,对使用哪种结合方案提出了建议。本文第一章由探讨移动通信物理层技术的发展方向展开,引入智能天线和MIMO这两种多天线技术,阐述了智能天线和MIMO的基本原理,并总览全文介绍了论文的主要工作。第二章介绍了智能天线和MIMO各自的代表性技术以及发展情况,还列举了它们目前在标准化中的应用。第三章在对智能天线和MIMO可能的结合点进行研究之后,分析了几种已有的结合方案的优劣,并提出在TD-SCDMA系统中使用双极化天线,利用极化分集获得MIMO增益。第四章作为仿真方案的铺陈主要介绍了TD-SCDMA系统的帧结构和双极化天线技术。随后为考察验证所述几种方案的性能,第五章和第六章分别全面陈述下行仿真方案和上行仿真方案,仿真证明在智能天线基础上引入MIMO能够明显改善系统性能。最后,第七章依据仿真结果及性能分析,并考虑到实际工程应用等各方面的因素,对使用哪种方案给出了建议,并指出了下一步研究的方向。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 智能天线的基本原理
• 1.3 MIMO的基本原理
• 1.4 本论文的主要工作和内容安排
• 第二章 智能天线与MIMO技术简介及应用
• 2.1 智能天线的代表性技术
• 2.1.1 智能天线的上行接收技术
• 2.1.2 智能天线的下行发射技术
• 2.2 智能天线的发展
• 2.3 MIMO的代表性技术
• 2.4 MIMO的发展
• 2.5 无线标准中的多天线技术
• 2.5.1 标准化情况概述
• 2.5.2 标准化中的MIMO方案
• 2.5.3 标准化中的智能天线方案
• 第三章 智能天线与MIMO技术的结合
• 3.1 结合可能性分析
• 3.2 已有的结合方案
• 3.2.1 TD-SCDMA天线分组方案
• 3.2.2 TD-SCDMA远端阵元方案
• 3.2.3 TD-SCDMA双波束赋形方案
• 3.2.4 UMB方案
• 3.2.5 基于双极化天线的方案
• 3.3 双极化天线用于TD-SCDMA的方案
• 第四章 TD-SCDMA系统与双极化天线
• 4.1 TD-SCDMA系统的帧结构和关键技术
• 4.1.1 TD-SCDMA的帧结构
• 4.1.2 TD-SCDMA的时隙结构
• 4.1.3 TD-SCDMA的关键技术
• 4.2 双极化天线简介
• 4.3 仿真安排
• 第五章 下行仿真方案
• 5.1 双极化天线方案
• 5.1.1 天线结构描述与分析
• 5.1.2 开环闭环方案描述
• 5.1.3 接收机方案
• 5.1.4 仿真流程
• 5.2 天线分组方案
• 5.2.1 天线结构描述与分析
• 5.2.2 仿真场景
• 5.2.3 仿真结果
• 5.3 远端阵元方案
• 5.3.1 天线结构描述与分析
• 5.3.2 仿真场景
• 5.3.3 仿真流程
• 5.3.4 仿真结果
• 5.4 性能比较
• 第六章 上行仿真方案
• 6.1 双极化天线方案
• 6.1.1 天线结构描述与分析
• 6.1.2 仿真流程
• 6.2 天线分组方案
• 6.2.1 天线结构描述与分析
• 6.2.2 仿真流程
• 6.3 传统智能天线上行接收
• 6.3.1 天线结构描述与分析
• 6.3.2 仿真流程
• 6.4 上行方案改进
• 6.5 仿真结果及性能分析
• 第七章 论文总结和未来研究方向
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间发表论文