空間相關(guān)信道下MIMO系統(tǒng)的天線選擇及優(yōu)化設(shè)計(jì)中文摘要

圖1 所示為mimo系統(tǒng)的原理圖。傳輸信息流s(k)經(jīng)過空時(shí)編碼形成n個(gè)信息子流ci(k)，i =1 ,…， n 。這n子流由n個(gè)天線發(fā)射出去，經(jīng)空間信道后由m個(gè)接收天線接收。多天線接收機(jī)利用先進(jìn)的空時(shí)編碼處理能夠分開并解碼這些數(shù)據(jù)子流，從而實(shí)現(xiàn)最佳的處理。 特別是，這n個(gè)子流同時(shí)發(fā)送到信道，各發(fā)射信號(hào)占用同一頻帶，因而并未增加帶寬。若各發(fā)射接收天線間的通道響應(yīng)獨(dú)立，則多入多出系統(tǒng)可以創(chuàng)造多個(gè)并行空間信道。通過這些并行空間信道獨(dú)立地傳輸信息，數(shù)據(jù)率必然可以提高。 mimo 將多徑無線信道與發(fā)射、接收視為一個(gè)整體進(jìn)行優(yōu)化， 從而實(shí)現(xiàn)高的通信容量和頻譜利用率。這是一種近于最優(yōu)的空域時(shí)域聯(lián)合的分集和干擾對(duì)消處理。

1、3g中的mimo 應(yīng)用 目前，對(duì)mimo 技術(shù)的研究工作己經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)相對(duì)成熟的階段。但至今為止，mimo 在蜂窩系統(tǒng)中還很少商業(yè)實(shí)現(xiàn)。除了多入單出的純發(fā)分集方案，目前3g(3 generation ,第三代) 還沒有采用任何的mimo 方案。影響mimo 系統(tǒng)大規(guī)模商業(yè)化的兩個(gè)主要因素: 一是天線問題。在mimo 的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，天線的數(shù)目和間距是很重要的系統(tǒng)參數(shù)。對(duì)于終端而言1/ 2 波長(zhǎng)間距足夠保證非相關(guān)衰落，最大可能是使用兩根天線，而對(duì)于手機(jī)而言，安裝兩根天線可能是個(gè)問題。這是因?yàn)槟壳笆謾C(jī)設(shè)計(jì)的趨勢(shì)是把天線放入蓋子里以改進(jìn)外表的吸引力，這就使得間隔的要求近乎苛刻。 二是接收機(jī)復(fù)雜度的問題。首先，接收機(jī)中對(duì)mimo 信道的估計(jì)使得復(fù)雜度增加。另外，復(fù)雜度還來自特別的rf(radio frequency ,射頻) 、硬件和接收機(jī)高級(jí)分離算法。 系統(tǒng)與現(xiàn)有的非mimo 網(wǎng)絡(luò)兼容問題、itu ( international telecommunication union ,國際電信聯(lián)盟) 還沒有統(tǒng)一的mimo 信道模型問題、考慮發(fā)射機(jī)的信道狀態(tài)信息csi (channel status information)問題等等，也是需要考慮的。 2、mimo 技術(shù)的其它應(yīng)用 mimo 技術(shù)己經(jīng)廣泛地應(yīng)用在固定寬帶無線接入領(lǐng)域中，采用mimo 的主要公司是iospan wire2less 和raze technologies。iospan wireless 的airburst 系統(tǒng)是基于mimo 一ofdm 正交頻分復(fù)用的fdd(頻分雙工) 系統(tǒng)。raze technologies 的skyfir 系統(tǒng)也具有mimo 接口，并且可以用波束成形控制器來升級(jí)。