MIMO信道在巷道中的GBDB模型分析.PDF

电信 科 学 2011 年第 5 期 研 究与开发 MIMO 信道在巷道 中的 GBDB 模型分析 * 滕 志军 ，李 晓霞 （东北 电力大学信 息工程 学院 吉林 132012 ） 摘 要 多输 入 多输 出（MIMO）技术 可 以有 效 减 弱无 线传 输 多径 衰落 现象 。 建 立 矿井 巷 道 环境 下 MIMO 信 道 的 三维 GBDB 模 型 ，推 导 了该模 型 的空 时相关 函数 ，并 对 矿井 下 MIMO 信 道 容量 进行 了数值 仿 真 。 结果 表 明 ， 矿井 巷 道 中的空 间相关 性对 MIMO 系统容量 的影 响很 大 ，增 加 接 收端 天线数 量 、增 大天线 间距 可 以大 幅度 提 高 系统 的信 道 容量 。 关键 词 信 道 ；模 型 ；MIMO ；相 关 函数 ；容 量 多输 入 多输 出（multiple input multiple output ， MIMO）技 严 重 。 术 作 为 下 一 代 宽 带 无 线 通 信 系 统 的框 架 技 术 ，拥 有 巨大 的 理 论 和 实 践 表 明 ，多 输 入 多 输 出能 充 分 利 用 多 径 的发 潜 力 和 发 展 前 景 ［1］ 。 参 考 文 献 ［2］ 的研 究 表 明 ，相 对 于 单 输 射 、接 收技 术 ，减 弱 隧道 中无 线 通 信 的多径 衰 落［6］ 。 本 文 假 入 单 输 出系统 ， 在 不 增 加 发 射 功 率 和 频 带 宽 度 的条 件 下 ， 设 散射体均匀分 布于发射端 和接 收端周 围的立体 巷道壁上 ， 采 用 MIMO 技 术 能 够 提 供 前 所 未 有 的无 线 数 据 传 输 速 率 ， 且直射分量 以及 收发两端都 不存 在移 动 的情 况 ，以收发两端 能 抗 多径 衰 落 ，有 效 抑 制 干 扰 ，从 而 充 分 利 用 空 间资 源 ，提 为 二 元 阵 为 例 ， 采 用 GBDB （geometrically based double- 高 了频 谱 利 用 率 。 ，基 于散 射 体 几 何 分 布 的双 跳 信 道 统 计 模 型 描 述 矿 bounce ） MIMO 系 统 的信 道 模 型 在 地 面 上 的研 究 已 日趋 成 熟 ， 井 巷 道 内非 频 率 选 择 性 莱 斯 衰 落 MIMO 信 道 ， 并 且 分 析 、 但 是 在 隧道 内 的研 究 还 处 于 理 论 阶段 ，而 且 比较 少 。 参 考 推 导 该 信 道 模 型 的空 时相 关 函数 和信 道 容 量 。 文 献 ［3］说 明地 铁 巷 道 中 的 电磁 波 传 播 衰 落 符 合 瑞 利 分 布 ， 1 巷道 中的三维 GBDB 模 型 同 时 ，MIMO 信 道 之 间 的相 关 性 比较 大 。 参 考 文 献 ［4］ 分 析 了矿 井 巷 道 中天 线 水 平 角 和 俯 仰 角 的放 置 对 相 关 系 数 的