基于測量的大規(guī)模多天線信道容量及空間相關性的研究.pdf

1、隨著科技社會的迅猛發(fā)展，人民生活質量的顯著提高，移動通信技術已滲透到我們日常生活中的方方面面，在各種新興應用的推動下，無線頻譜資源日益緊張，容量需求急劇膨脹，能源消耗和環(huán)境問題越來越突出且備受關注，傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)己遠遠不能滿足當今社會的發(fā)展需求。2012年國際電信聯(lián)盟對電信行業(yè)領軍企業(yè)在5G標準化的初步研究基礎上，確定并公布了頻譜效率，能效，峰值數(shù)據(jù)速率，流量密度等關鍵性能指標，以實現(xiàn)更全面，更好的服務配置和用戶體驗。隨著科學研究的不斷

2、深入，大規(guī)模多天線技術(Massive Multi-input Multi-output，Massive MIMO)應運而生。它能夠顯著地提高系統(tǒng)的容量以及系統(tǒng)頻譜資源的整體利用率，滿足當今社會發(fā)展的需求。
　　無線信道傳播特性決定了信息論容量，即無線通信的最終性能限制，也決定了特定無線系統(tǒng)的表現(xiàn)，是移動通信系統(tǒng)關鍵參數(shù)設計的首要條件。而理解傳播現(xiàn)象并描述信道的隨機統(tǒng)計特性，最直接有效的方式則是進行信道測量。當前，大規(guī)模MIMO(

3、Multi-input Multi-output)相關研究工作通常基于信道是適宜傳播的假設條件。但真實的無線傳播環(huán)境往往無法滿足適宜傳播條件，即各個子信道兩兩相互正交。因而，基于實測數(shù)據(jù)，研究大規(guī)模MIMO的信道特征，尤其是信道容量和空間相關性的特性，將為大規(guī)模MIMO系統(tǒng)實際部署和網(wǎng)絡優(yōu)化提供理論依據(jù)和技術支撐。
　　鑒于以上，論文首先介紹了無線通信理論的基礎知識，對無線通信理論知識進行了清晰的整理和分類，然后根據(jù)研究需要，對自

4、主研發(fā)的測量系統(tǒng)的原理以及設備進行了詳細的介紹。首先，對室外場景進行信道測量，通過對比實測數(shù)據(jù)下的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的信道矩陣與獨立同分布瑞利信道矩陣的奇異值擴展可知，真實場景下各子信道之間的正交性并不能完全正交，為非適宜傳播;并計算了在等功率條件下的信道容量的表現(xiàn)并進行分析，隨著基站端天線數(shù)的增加，奇異值擴展逐漸與瑞利信道奇異值擴展接近，且容量值也逐漸趨近。收發(fā)端各天線之間空間相關性是導致非適宜條件的重要因素，這給大規(guī)模MIMO的系統(tǒng)