MIMO多天线个人总结.pptVIP

* 无线通信中最让人捉摸不透的就是信道的衰落和干扰 * 特种光纤与光接入网重点实验室－省部共建国家重点实验室培育基地（上海大学） 特种光纤与光接入网重点实验室－省部共建国家重点实验室培育基地（上海大学） 特种光纤与光接入网重点实验室－省部共建国家重点实验室培育基地（上海大学） 多天线技术 多天线技术 罗塞塔石碑 在这块1799年被世人发现的石碑上，分别用埃及象形文，埃及草书与古希腊文三种文字刻着埃及国王托勒密五世诏书。这种记录方式对现代的研究者来说简直是福音，只要有一种文字能够被识别，诏书的内容就得以保存。 多天线技术 随着无线通信技术的快速发展，频谱资源的严重不足已经日益成为无线通信事业发展的瓶颈，如何充分开发利用有限的频谱资源，提高频谱利用率，是当前通信界研究的热点课题之一。 影响无线通信中信息传输可靠性的主要障碍： 多径效应引起的时延展宽 信道时变性引起的频谱展宽 空间相关引起的角度展宽 多天线技术通过对发射与接收信号的空域和时域上的处理，能提高系统的容量和质量。 多天线技术 多天线技术的概念： 多天线又叫陈列天线。它由在空间按照一定的几何形状排列的多个阵元组成。每个阵元都可以独立地接收和发射信号。更确切地说是对发射与接收信号进行空域的处理，如果与时域相结合，变成为空时信号处理技术，通过空时信号的处理来提高系统的容量与质量。随着移动通信中服务用户的增多，频率资源的日趋紧张，用户速度需求的逐渐增加，传统的FDMA 、TDMA和CDMA这些时频域的信号处理技术已经不能满足需求。所以引入了多天线技术。 多天线技术 多天线技术分类： 智能天线技术：有效抵抗多径衰落的影响，提高通信质量; 并能够克服多用户间干扰，通过空分多址增加频谱效率与信道容量; 对功率的控制也可以通过在网络建设初期增加基站的覆盖范围来实现。 MIMO技术：MIMO 技术是在3G 向LTE 演进中被引入，由于与OFDM( 正交频分复用技术) 的结合而在LTE 中具有了举足轻重的地位。 主要区别： 空间排列方式、后续信号处理的结构和方法以及工作原理 MIMO技术的发展 MIMO技术的研究方向 1）MIMO 系统所适用的无线信道模型。 信道建模从一般的相关性信道和ULA的MIMO 信道建模向更接近实际情况的各种无线通信环境和可能使用的不同天线配置方式的信道建模方向发展，信道模型更接近真实的无线环境。 2）从信道容量的角度对MIMO 的信息论研究。 容量分析从独立信道和一般的相关性MIMO 信道的容量分析向具体使用不同发射方案在各种MIMO信道条件下的容量分析方向发展，这种容量分析更准确。 3） MIMO 空时信号处理算法及应用。 目前已经有了大量关于MIMO 空时信号处理的算法。从空间复用到空间分集都形成了丰富的系列。MIMO 系统的应用与信道容量随着无线信道环境的不同而发生着变化。针对不同的信道条件产生最优的MIMO 设计成为目前的研究方向。 4）移动终端的MIMO 系统的研究 真正的MIMO 系统要发挥它的优势必须在发射端和接收端同时使用MIMO 技术。但移动终端由于本身的几何尺寸和使用上的限制,使得MIMO 技术在移动终端目前难以实现,因此今后必须对在移动终端如何使用MIMO 技术进行深入研究。 多天线模型 SISO系统模型: 以Ts进行抽样 SISO信道容量 SIMO模型 MISO模型 信道容量： MIMO模型 MIMO系统模型 MIMO模型 同样我们考虑到窄带平坦衰落信道的假设，有 矩阵表示： 以Ts进行抽样 MIMO信道的典型模型 典型模型： ISTM ETRA 计划模型 C. Xiao 模型 “one ring”模型 “two ring”模型 “two ring”模型 多天线技术 SISO系统 时间分集 MIMO系统 空间分集 ?然而，我们很快就发现了一个问题：不管在时间上还是空间上的分集，传输的效率并不高。比如在右图中，尽管我们有4根发送天线，但由于发送内容相同，一个时刻（t1）实际上只传输了一个符号（X）。要知道，如果在不同的天线上发送不同的数据，我们一次就可以传输4个符号！ 多天线技术 “分集”告诉我们，把数据重复发送多次可以提高传输的可靠性。 “复用”则说，把资源都用来发送不同的数据可以提高传输速率。 衡量空间分集的标准： 分集增益（数看从发送天线到接收天线间有多少条“可辨识”的传播路径） 衡量复用的标准：自由度（衡量复用的标准当然是看一