无线通信系统中的MIMO信道建模及其空时相关特性研究

论文摘要

无线MIMO技术被认为是实现未来高速宽带无线通信的关键技术之一,在第三代（3G）乃至三代以后（B3G）的移动通信系统中有广阔的应用前景。然而,实现并非易事,常规单天线系统面临严峻挑战。MIMO无线通信技术弥补了单天线的不足,但是MIMO技术在通信系统中的应用面临大量亟待研究的问题。本文围绕无线通信系统中的MIMO信道建模这一主题,在MIMO信道建模、MIMO信道空时相关特性两个方面进行了系统而深入地研究。因为开发合理、符合实际环境条件的MIMO信道模型,是评估各种空时处理算法性能、仿真与设计高性能通信系统的基础,而无线信道的空时特性是空时处理性能的关键。本文首先较为全面的概述了MIMO无线信道,详尽地描述了现有MIMO无线信道的典型模型,包括物理模型与非物理模型,分析了各种现有MIMO模型的优缺点;其次,对SCM（Spatial Channel Model）、SCME（Spatial Channel Model Extension）、KBSM（Kronekcer-based Spatial Model）三种信道模型的系统级和链路级信道建模,给出了建模过程中信道参数的定义、建模中的条件假设、各个信道参数的详细产生方法、信道建模步骤和流程;接着,在理论上分析和推导无线信道的空时相关特性并设计MIMO信道空时相关特性分析模块,对三种所建MIMO信道模型（SCM、SCME、KBSM）分别进行空时相关性理论分析和仿真;最后,系统地总结了本文所做的工作,并针对现有工作的不足和后续的研究工作提出了一些意见和建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 无线信道概述
• 1.2 国内外MIMO 信道研究现状
• 1.3 主要内容及章节安排
• 1.4 本章小结
• 第二章 MIMO 无线空时信道模型理论
• 2.1 无线移动传播信道
• 2.1.1 多径传播概述
• 2.1.2 传统无线传播模型
• 2.2 MIMO 无线信道概述
• 2.2.1 从SISO 信道到MIMO 信道的演变
• 2.2.2 MIMO 无线信道空间特征的刻画
• 2.3 MIMO 无线信道典型模型
• 2.3.1 基于统计数据的非物理MIMO 信道典型模型
• 2.3.2 基于物理传播的MIMO 信道典型模型
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于径和相关性方法的MIMO 信道建模
• 3.1 SCM 信道模型建模
• 3.1.1 系统级信道模型
• 3.1.2 链路级信道模型
• 3.1.3 SCM 信道模型的建模流程
• 3.2 SCME 信道模型建模
• 3.2.1 SCME 信道相对SCM 信道的扩展
• 3.2.2 SCME 信道模型的建模方法和实现流程
• 3.3 KBSM 信道模型建模
• 3.3.1 KBSM 信道模型建模实现步骤
• 3.3.2 KBSM 信道模型建模仿真流程
• 3.4 本章小结
• 第四章 MIMO 无线信道空时相关特性分析
• 4.1 MIMO 信道空时相关性定义及模块设计
• 4.2 SCM 信道模型空时相关性分析
• 4.2.1 SCM 信道空时相关特性理论分析
• 4.2.2 SCM 信道空时相关性仿真
• 4.3 SCME 信道模型空时相关特性分析
• 4.4 KBSM 信道模型空时相关特性分析
• 4.4.1 KBSM 信道空时相关特性理论分析
• 4.4.2 KBSM 信道空时相关性仿真
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间研究成果