寬帶多天線無線傳播信道的特性、測量和建模研究.pdf

1、本論文主要研究了寬帶多天線無線傳播環(huán)境下的信道特性、測量方法和建模方法，基于2005年和2006年的兩次實地測量活動，采集了20MHz和100MHz的多天線傳播特性，并采用了包括SAGE在內的信道測量、參數估計算法，最后提出了相應的寬帶MIMO信道模型和抽頭延遲線模型，為后3G技術和系統的研究和開發(fā)奠定可靠基礎。 首先，介紹了3.5GHz的20MHz信道測量平臺的搭建。然后，對包括寬帶MIMO信道測量在內的所有信道測量技術做了全

2、面的歸納總結，對單天線信道測量、MIMO信道測量等信道測量技術做了分類和分析；給出了寬帶MIMO信道的建模分類、MIMO信道建模的要求、信道模型適應的信道場景，并對天線陣列結構、天線陣列陣元相關性和基于MIMO信道測量的信道相關性進行了分析；基于已有文獻，介紹了蒙特卡羅仿真技術、MIMO信道到達角分布的仿真技術、基于相關系數已知的仿真方法和基于頻率選擇性信道的頻域仿真技術等四種仿真技術；對寬帶MIMO信道的信道容量進行了研究，定性分析了

3、信道容量的統計特性和影響MIMO系統容量的因素，并給出了MIMO系統容量的優(yōu)化方法。 第二，分測量方案和測量結果分析兩部分對一次寬帶SIMO信道測量進行了全景式的描述和研究：概述了測量點和測量路線選擇策略、測量基本參數、測量條目及其性質，并介紹了信道測量的系統；提出了一種路徑損耗的測量方法并分析了測量結果，分析了信道沖擊響應的測量結果，給出了有效樣本的選取方法，分析了時延擴展和多徑參數統計結果；研究了延時域和時頻域信道響應和信道

4、相關性。 第三，給出了從實測的功率延遲線中抽取延時和抽頭參數集的Lp范數方法和Newton最優(yōu)化算法；對信道模型和參數抽取算法進行了分析，提出了實際可行的算法實現；對算法進行了驗證；推薦了三種分別應用于室內環(huán)境、室外NLoS環(huán)境和室外LoS環(huán)境的抽頭參數集。 第四，通過對一次100MHz帶寬、50 x 8MIMO陣列的寬帶MIMO信道測量的介紹，定量、定性的分析了MIMO無線傳播信道的各種特性，得出了寬帶MIMO信道的一

5、些規(guī)律性的結論。首先，概述了寬帶MIMO信道測量方案，介紹了測量計劃、信道場景和信道測量使用的儀表和系統。其次，分傳播模型定義、收發(fā)信號定義、SAGE算法原理、普適性的算法步驟歸納、算法在測量中的實現等五個部分，給出了SAGE算法在本次信道測量中，對8維信道參數估計的實現。最后，通過對測量結果的介紹，全面分析了寬帶MIMO無線傳播信道的各種特性：MIMO信道沖擊響應(即傳遞函數矩陣)特性時延參數和多徑參數特性；角度參數特性；信道容量特性

6、；陣列、信道相關特性等。 最后，提出兩種寬帶MIMO信道模型：1、一種基于測量結果的極化寬帶MIMO物理信道模型，在給出了構建方法的基礎上，推薦了三種傳遞函數矩陣參數集。使用該參數集重構的傳遞函數矩陣和實測樣本的包絡以及信道容量都非常吻合，非常適合于在RTT評估系統中使用。2、一種基于克羅內克積的寬帶MIMO離散模型，給出了構建步驟，并給出了這種模型的變形：退化為室內場景的簡化模型和退化為窄帶的簡化模型，該模型能很好的描述孔徑效